Thèse soutenue

Potentiel de verres métalliques base Titane et d'un composite en zircone cériée pour la réalisation d'implants dentaires innovants

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Aléthéa Liens
Direction : Jérôme ChevalierDamien Fabrègue
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux
Date : Soutenance le 12/12/2019
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
Laboratoire : MATEIS - Matériaux : Ingénierie et Science (Rhône)
Jury : Président / Présidente : Malika Saadaoui
Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Chevalier, Damien Fabrègue, Malika Saadaoui, Thierry Gloriant, Frank Kern, Nicolas Courtois, Corrado Piconi, Susanne Scherrer
Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Gloriant, Frank Kern

Résumé

FR  |  
EN

Récemment, la réduction de taille des dispositifs implantés est devenue une tendance majeure de l’implantologie dentaire moderne. Cependant, elle nécessite le développement de matériaux présentant de fortes résistances mécaniques. Le titane et ses alliages, matériaux dentaires de référence, semblent avoir atteint un plateau en termes de propriétés mécaniques, ce qui peut limiter leur utilisation pour une telle stratégie. Les alliages métalliques amorphes à base de titane constituent une classe unique de matériaux présentant de fortes limites d’élasticité qui en font des candidats potentiels pour la réalisation de pièces implantables de petit diamètre. Nous assistons aussi à un intérêt croissant pour les implants en céramiques. La couleur blanche de la zircone yttriée (Y-TZP), combinée à sa capacité unique de résistance par transformation de phase en ont fait un matériau de choix pour la réalisation d’implant dentaires plus esthétiques. Cependant, la zircone yttriée peut être sensible à un mécanisme de dégradation à basse température en milieu aqueux, qui a pu susciter certaines inquiétudes. De plus, même si elle est plus résistante que la plupart des autres céramiques, elle reste un matériau élastique-fragile, sans plasticité, et donc sensible à la présence de défauts. Différentes céramiques dopées à l’oxyde de cérium (Ce-TZP) ont été développées au cours des dernières années et certains de ces matériaux ont montré une ténacité considérable et une plasticité de transformation significative comparées aux céramiques conventionnelles. Cette combinaison de propriétés en fait des candidats potentiels pour la réalisation d’implants dentaires esthétiques, comme alternatives crédibles à la 3Y-TZP. Durant ce travail de thèse, le potentiel de ces deux matériaux, pour deux applications différentes a été étudié. La première application concerne la réalisation d’implants dentaires mini-invasifs en remplacement du titane. La seconde application est centrée sur la réalisation de nouveaux implants esthétiques en céramique, plus tenaces et plus fiables, en remplacement de la 3Y-TZP. La première partie de ce travail sera axée sur le verre métallique Ti40Zr10Cu36Pd14. Le potentiel de ce verre métallique pour la fabrication de futurs implants mini-invasifs sera démontré et sa plus-value en termes de résistance à la fatigue comparé aux titanes biomédicaux conventionnels sera mise en évidence. Le rôle des éléments d’alliage tels que l’étain et le silicium sur les propriétés globales de l’alliage, telles que la cytocompatibilité et la résistance à la corrosion, sera également analysé. La deuxième partie de ce travail portera sur un nouveau composite à base de Ce-TZP. La résistance mécanique de ce matériau sera évaluée et comparée à la 3Y-TZP. De plus, sa plasticité de transformation unique et ses conséquences sur le comportement mécanique de ce matériau seront approfondies et décrites à l’aide d’expériences originales.