Frittage, propriétés mécaniques et fonctionnalisation de biocéramiques mono et biphasées - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Sintering, mechanical properties and functionalization of single and two-phase bioceramics

Frittage, propriétés mécaniques et fonctionnalisation de biocéramiques mono et biphasées

Résumé

This thesis deals with synthesis, densification, mechanical characterization and functionalization of mono- and biphasic calcium phosphate bioceramics. Calcium phosphate powders were synthesized by aqueous precipitation technique by mixing salts of calcium and phosphate. The Ca/P ratio of reactants was adjusted to obtain powders of β-tricalcium phosphate (TCP), hydroxyapatite (HA) and biphasic calcium phosphates containing 20 to 80% of HA (BCP). After calcination, grinding and shaping by slip casting of these powders, materials thus obtained were densified by two techniques: natural sintering and post-sintering by hot isostatic pressing (HIP). The natural sintering of all of these ceramics has led to the achievement of high densification equal or above 98%. The HIP has, in turn, allowed a densification ration close to 100% and made transparent samples, indicating the absence of porosity. Then these sintered materials were mechanically characterized by different techniques allowing determination of Young's modulus, bending strength, hardness and toughness values as a function of HA content. Densification of stoichiometric calcium phosphates to nearly 100% leads to the intrinsic properties of these biomaterials. Biological assays, functionalization by phage and an antibiotic have finally been realized on these materials.
Ce mémoire de thèse traite de la synthèse, de la densification, de la caractérisation mécanique et de la fonctionnalisation de biocéramiques de phosphates de calcium mono et biphasées. Les poudres phosphocalciques ont été synthétisées par la technique de précipitation en phase aqueuse par mélange de sels de calcium et de phosphate. Le rapport Ca/P des réactifs a été ajusté de manière à obtenir des poudres de phosphate tricalcique β (TCP), d'hydroxyapatite (HA) et de phosphates de calcium biphasiques contenant de 20 à 80% d'HA (BCP). Après calcination, broyage et mise en forme par coulage en moule de plâtre de suspensions issues des poudres synthétisées, les matériaux ainsi obtenus ont été densifiés par deux techniques : le frittage naturel et le post-frittage par pressage isostatique à chaud (HIP). Le frittage naturel de l'ensemble de ces céramiques a conduit à l'obtention de taux de densification supérieurs ou égaux à 98%. Le HIP a, quant à lui, permis une densification proche de 100% et rendu les échantillons transparents, signe de l'absence de porosités. Ces matériaux ainsi densifiés ont, ensuite, été caractérisés mécaniquement par différentes techniques permettant la détermination du module d'Young, de la résistance à la flexion, de la dureté et de la ténacité en fonction de la teneur en HA. La densification des phosphates de calcium stœchiométriques à près de 100% donne accès aux propriétés intrinsèques de ces biomatériaux. Des essais biologiques, une fonctionnalisation par des phages et un antibiotique ont été mis en œuvre sur ces divers matériaux.
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Dates et versions

tel-03416182 , version 1 (05-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03416182 , version 1

Citer

Emmanuelle Rguiti-Constantin. Frittage, propriétés mécaniques et fonctionnalisation de biocéramiques mono et biphasées. Génie mécanique [physics.class-ph]. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, 2011. Français. ⟨NNT : 2011VALE0032⟩. ⟨tel-03416182⟩
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