Thèse soutenue

Etude biomécanique de substituts osseux en titane poreux destinés à la chirurgie maxillo-faciale
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Auteur / Autrice : Alexandre Barbas
Direction : Paul Lipinski
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 15/11/2011
Etablissement(s) : Metz
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LABPS - Laboratoire de mécanique Biomécanique Polymère Structures - EA4632
Jury : Président / Présidente : Etienne Patoor
Examinateurs / Examinatrices : Anne-Sophie Bonnet-Lebouvier, Guillaume Dubois, Alain Lodini, David Mitton, Raphaël Pesci, Narcisse Zwetyenga

Résumé

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Cette thèse présente le développement d’implants en titane poreux sur mesure pour la chirurgie maxillo-faciale. Après avoir caractérisé mécaniquement le titane grade 2 obtenu par un procédé de fabrication additive, le Selective Laser Melting, nous avons réalisé des simulations éléments finis afin de développer un motif élémentaire aux propriétés mécaniques proches de celles de l’os. L’affaiblissement des propriétés initiales du titane permet d’éviter les phénomènes de résorption osseuse menant au descellement de prothèses par exemple. La structure développée garantit une ostéointégration optimale en permettant au tissu osseux de croître à l’intérieur des porosités.Pour accélérer l’intégration des implants dans l’os, nous avons développé un traitement de surface composé d’une immersion dans de l’hydroxyde de sodium et d’une anodisation. Ceci permet de créer une nouvelle couche d’oxyde, en surface du titane, avec laquelle l’os va pouvoir créer rapidement des liens chimiques forts.Enfin, un modèle numérique propre à un patient a été réalisé pour étudier l’influence d’implants crâniens en différents matériaux sur la distribution des températures au niveau de la tête. Il s’est avéré qu’un implant en titane poreux présente un comportement thermique proche de celui du tissu osseux, ce qui garantit la protection thermique du cerveau. Un modèle simplifié assimilant la tête à une sphère a été confronté au modèle précédent. Les résultats de ces deux modèles coïncident, il est donc suffisant de réaliser un modèle simple pour prédire la distribution de la température dans la tête. Ces travaux ont conduit à plusieurs implantations de substituts osseux en titane poreux.