Université Polytechnique des Hauts de France – LMCPA & BCRC
Nicolas SOMERS a soutenu sa thèse de doctorat le 2 décembre 2021 à Maubeuge (France).
Cette thèse a été financée par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de la convention de subvention Marie Sklodowska-Curie no 764935.
Contexte et encadrement :
La thèse s’inscrit dans le cadre du projet européen DOC 3D Printing qui a pour objectif de développer la fabrication additive de céramiques. La thèse a été réalisée à la fois au LMCPA (UPHF) pour la synthèse, la caractérisation et le frittage des poudres de β- TCP ainsi qu’au Belgian Ceramic Research Centre (BCRC) de Mons pour la partie fabrication additive par robocasting. Cette thèse est dirigée par Madame Anne Leriche (UPHF) et co-encadrée par Madame Marie Lasgorceix (UPHF) et Messieurs Florian Jean (UPHF) et Fabrice Petit (BCRC).
Titre de la thèse :
Dopages de phosphate tricalcique bêta et mise en forme de macro-poreux par robocasting
Résumé :
Ce travail de thèse a porté sur l’élaboration de phosphate β-tricalcique (β-TCP, β-Ca3(PO4)2) dopé à l’aide de quatre cations (Mg2+, Sr2+, Ag+ et Cu2+) par la méthode de co-précipitation et la fabrication de macroporeux par robocasting. Le β-TCP est l’un des biomatériaux les plus étudiés dans le domaine de la réparation osseuse car il présente une excellente biocompatibilité ainsi qu’un caractère ostéoconductif et résorbable dans le corps humain. Différentes compositions de β-TCP dopé et co-dopé sont synthétisées et l’effet de la présence des dopants sur la stabilité thermique, la densification, les propriétés mécaniques et la biocompatibilité est évalué. Ensuite, l’impression de macroporeux de β-TCP à partir des poudres synthétisées est optimisée en développant une pâte de robocasting et en adaptant la méthode de séchage ainsi que les paramètres d’impression. Le procédé développé a permis de produire des macroporeux relativement denses caractérisés toutefois par une porosité interne résiduelle et des microfissures. Des essais biologiques préliminaires ont montré une certaine cytotoxicité des poudres produites, probablement due à une libération d’ions néfastes pour les cellules dans les premiers jours de contact. Un potentiel comportement antibactérien a été observé sur une composition co-dopée à base d’Ag+ et de Cu2+, laissant supposer une synergie des deux cations sur le comportement antibactérien.
Mots-clés :
β-TCP, Synthèse, Dopage, Robocasting, Fabrication additive, Frittage micro-ondes, Frittage conventionnel, Tests de cytotoxicité, Antibactérien
