Etude de la croissance de dépôts de phosphate octacalcique et d'hydroxyapatite dopée en manganèse et carbonate, obtenus par ablation laser sur du titane

Growth study of coatings of octacalcium phosphate and hydroxtapatite doped with manganese and carbonate obtained by pulsed laser deposition on titanium

• Auteur / Autrice : Monica Iliescu
• Direction : Jacques Werckmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie des surfaces

Dépôt par laser pulsé

Hydroxyapatite

Phosphates de calcium

Biomatériaux

Résumé

Cette thèse concerne l'étude des propriétés structurales, physico-chimiques et morphologiques des poudres et des couches minces déposées par ablation laser pulsé (PLD) de composés biocompatibles et bioactifs, essentiellement le phosphate octacalcique (OCP) et l'hydroxyapatite (HA) dopée en manganèse et en carbonate. Le but est d'améliorer la biocompatibilité des prothèses osseuses utilisées dans l'implantologie. Le travail comprend 7 chapitres. Après une description du phosphate octacalcique et de l'hydroxyapatite dans la famille des apatites et des orthophosphates calciques, le chapitre 2 décrit la technique PLD utilisée pour la croissance des couches minces d'OCP et d'HA. Les différentes techniques d'investigation et de caractérisation de matériaux employés, ainsi que les techniques de préparation des lames minces en coupe transverse pour leur observation par microscopie électronique en transmission (MET) sont présentées dans le chapitre 3. Une partie originale de ce travail est la mise en œuvre, pour la première fois, de la technique des faisceaux d'ions focalisés (FIB) comme méthode de préparation des lames minces en coupe transverse pour l'observation par MET de nos matériaux biologiques déposés sur du titane. Le chapitre 4 présente les résultats expérimentaux obtenus à la suite de la caractérisation physico-chimique des poudres d'OCP avec ou sans poly-L-aspartate, et d'HA dopée en Mn et en carbonate, préparées par précipitation en solution aqueuse, tandis que le chapitre 5 a été dédié à la caractérisation des couches minces d'OCP et d'HA dopée en manganèse et en carbonate déposées par PLD. Les derniers résultats sont présentés dans le chapitre 6 qui consiste en une étude de caractérisation des couches minces après les tests de dégradation. Les échantillons ont été immergés dans une solution qui simule les fluides physiologiques du corps humain (SBF) et ensuite caractérisés du point de vue physico-chimique et morphologique.

This work presents a study of the structural, physicochemical and morphological properties of powders and thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD) of biocompatible and bioactifs compounds, namely octacalcium phosphate (OCP) and hydroxyapatite (HA) doped with manganese and carbonate ions. The aim is to improve the biocompatibility of the bone prostheses. The work contains 7 chapters. After a description of the octacalcim phosphate and the hydroxyapatite compounds in the family of the apatite and calcium orthophosphates, the chapter 2 described the PLD technique used for the growth of OCP and doped HA thin layers. The various techniques used for material investigation and characterization, as well as the preparation techniques of transverse cut thin blades for observation by transmission electronic microscopy (TEM) are presented in the chapter 3. An original part of this work is the use, for the first time, of the Focused Ion Beam technique (FIB) as preparation method of cross-section thin blades for the observation by TEM of our biological materials deposited on titanium. The chapter 4 presents the experimental results obtained following the physicochemical characterization of the OCP powders synthesized with or without poly-L-aspartate, and of HA powders doped or not with manganese and carbonate ions, while the chapter 5 was dedicated to the characterization of the thin layers of OCP and HA doped, deposited by PLD. The last results are presented in the chapter 6, which consists in a characterization study of the thin layers after degradation tests. The samples were immersed in a solution, which simulates the physiological fluids of the human body (SBF) and then characterized from the physicochemical and morphological point of view.