Interprétation multi-échelle de l'élasticité et de la résistance de l'os et des biomatériaux en hydroxyapatite, vitrocéramique ou titane : une approche basée sur la microcéramique des milieux continus

Multiscale explanation of elasticity and strength of bone and bone replacement materials made of hydroxyapatite, glass-ceramics, or titanium : a continuum micromechanics approach=mehrskalige erklärung der elastizit ät und festigkeit von knochen und knochenersatzmaterialien aus hydroxyapatit, glas-keramik oder titanium: ein kontinuumsmikromechanischer ansatz

• Auteur / Autrice : Andreas Fritsch
• Direction : Luc Dormieux, Christian Hellmich
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris Est en cotutelle avec Technische Universität Wien

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Milieux continus, Mécanique des

Substituts osseux

Résumé

Knochen ist ein hierarchisch aufgebautes Material, gekennzeichnet durch eine erstaunliche Variabilität und Diversität. Knochenersatz- oder Biomaterialien sind wichtige Komponenten für künstliche Organe und werden auch als Gerüste für Tissue Engineering eingesetzt. Das Ziel dieser Dissertation ist die Vorhersage der Festigkeit von Knochen und Knochenersatzmaterialien auf Grund ihrer Zusammensetzung und Mikrostruktur mittels Mehrskalenmodellen. Die theoretischen Entwicklungen werden durch umfangreiche Experimente an kortikalen Knochen sowie an Biomaterialien aus Hydroxyapatit, Glas-Keramik und Titanium untermauert.

Bone is a hierarchically organized material, characterized by an astonishing variability and diversity. Bone replacement or biomaterials are critical components in artificial organs, and they are also used as scaffolds in tissue engineering. The aim of this thesis is the prediction of the strength of bone and bone replacement materials, from their composition and microstructure, by means of multiscale models. The theoretical developments are supported by comprehensive experiments on cortical bone and on biomaterials made of hydroxyapatite, glass-ceramic, and titanium.