Élaboration de matériaux hybrides Titane/Polymère pour améliorer la réponse biologique des cellules osseuses

Elaboration of Titanium/Polymer hybrid materials to improve the biological response of bone cells

• Auteur / Autrice : Caroline Pereira
• Direction : Céline Falentin-Daudre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 16/05/2023
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biomatériaux et polymères de spécialité (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Jury : Président / Présidente : Adèle Carradó
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Chaubet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Hourdet, Stéphanie Degoutin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Crâne -- Lésions et blessures

Reconstitution faciale

Polymères

Mots clés libres

Titane

Greffage

Bioactif

Polymères

Titanium

Grafting

Bioactif

Polymers

Résumé

Les lésions crâniennes causées par des traumatismes et des pathologies, telles que des tumeurs ou des malformations congénitales, nécessitent la reconstruction de prothèses craniofaciales. Le titane (Ti) est l'un des matériaux les plus utilisés pour la cranioplastie. Cependant, ce mono-matériau présente à lui seul de nombreux inconvénients tels que des propriétés mécaniques inappropriées par rapport à l'os. Pour résoudre ce problème, l'idée est d'associer des polymères et des métaux. Développer des structures stratifiées comme des matériaux sandwich composés de deux feuilles de peau métalliques et d'un noyau en copolymère peut être une alternative intéressante pour concevoir des prothèses biomédicales innovantes. Pour éviter le délaminage de la structure Ti/Polymère/Ti, nous proposons de lier chimiquement des chaînes polymères sur des surfaces métalliques en utilisant la technique de « greffage sur » impliquant une molécule d'ancrage sur laquelle le polymère synthétisé par polymérisation réversible par transfert de chaîne par addition-fragmentation (RAFT) est cliqué. De plus, pour conférer des propriétés antibactériennes et d'ostéointégration, des polymères bioactifs tels que le poly(sodium styrènesulfonate) (polyNaSS) et le poly (vinyl benzyl phosphonic acid) (polyVBP) seront greffés sur les surfaces extérieures de notre sandwich.

Skull injuries caused by trauma and pathologies, such as tumor or congenital deformities, require the reconstruction of craniofacial prostheses. Titanium (Ti) is one of the most used material for cranioplasty. However, this mono-material alone presents many drawbacks such as inappropriate mechanical properties compared to the bone. To solve this problem, the idea is to combine polymers and metals. Developing layered structures like sandwich materials composed by two metallic skin sheets and a copolymer core can be an interesting alternative to design innovative biomedical prostheses. To avoid Ti/Polymer/Ti structure's delamination, we propose to chemically link polymer chains on metal surfaces by using ?grafting to? technique involving an anchorage molecule onto which the polymer synthesized by reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization is clicked. Moreover, to confer antibacterial and osseointegration properties, bioactive polymers such as poly(sodium styrene sulfonate) (polyNaSS) and poly (vinyl benzyl phosphonic acid) (polyVBP) will be graft on the exterior surfaces of our sandwich