Synthèse et développement de β-TCP dopés destinés à la fabrication de substituts osseux par robocasting - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2020

Synthèse et développement de β-TCP dopés destinés à la fabrication de substituts osseux par robocasting

Résumé

Le β-tricalcium phosphate (β-TCP, β-Ca3(PO4)2) est un des matériaux le plus étudiés pour la réalisation de substituts osseux puisqu’il présente d’intéressantes propriétés de biocompatibilité, d'ostéoconductivité et de résorption. En effet, le TCP est largement utilisé pour le remodelage de greffe osseuse, dans les applications orthopédiques, dentaires et maxillo-faciales où il sert de support temporaire pour la régénération osseuse [1]. Cependant, l’actuel problème majeur des implants résorbable en TCP est le fait que leur résistance mécanique est inférieure à celle des implants non résorbables. Ils ne peuvent donc pas être employés, pour le moment, dans des larges défauts osseux ou dans des zones soumises à de fortes contraintes. Cette résistance mécanique faible vient essentiellement de la difficulté à densifier ce matériau. En effet, le β-TCP subit une transition de phase en α-TCP aux alentours de 1150°C. Celle-ci entraine une expansion de la maille cristalline, une diminution de la densité et des micro-fissures diminuant la densification. De plus, cette phase d’α- TCP étant plus soluble in vivo que le β-TCP, sa présence modifie les propriétés biologiques du matériau. Une solution pour améliorer la densification de ce matériau est d’incorporer des dopants au sein de sa structure. Ceux-ci permettent d’augmenter sa stabilité thermique et de rendre possible un frittage à plus hautes températures. De plus, les dopants peuvent améliorer les propriétés biologiques du TCP comme son caractère ostéoconducteur ou antibactérien. Dans ce travail, des poudres de β-TCP dopées au magnésium, au strontium et au cuivre sont synthétisées par co-précipitation de solutions de Ca(NO3)2, Mg(NO3)2, Sr(NO3)2, Cu(NO3)2 et de (NH4)2HPO4. Grâce à la stabilisation du TCP à hautes températures par ces dopants, des techniques de frittages alternatives et dites « rapides » comme le frittage micro-onde peuvent être mises en oeuvre pour améliorer la densification. Dans cette étude, le frittage conventionnel et micro-onde sont comparés en termes de stabilité de phase, de densités et de microstructures pour les différentes poudres dopées synthétisées. Finalement, des suspensions céramiques adéquates sont développées pour imprimer des substituts osseux macroporeux de TCP dopé via la technique de robocasting. Cette technique de fabrication additive est particulièrement adaptée pour produire des structures céramiques poreuses et biocompatibles.

Domaines

Matériaux
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-04393056 , version 1 (14-01-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04393056 , version 1

Citer

Nicolas Somers, Florian Jean, Marie Lasgorceix, Anthony Thuault, Cathy Delmotte, et al.. Synthèse et développement de β-TCP dopés destinés à la fabrication de substituts osseux par robocasting. 6th annual meeting of the Commission mixte Matériaux pour la Santé, Oct 2020, France, France. ⟨hal-04393056⟩
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