Développement de matériaux biodégradables à base de biopolymères et de composites pour implants osseux en orthopédie / Abir Rabhi

Public ISBD Titre : Développement de matériaux biodégradables à base de biopolymères et de composites pour implants osseux en orthopédie Type de document : document électronique Auteurs : Abir Rabhi, Auteur ; Hamici, Melia, Directeur de thèse ; Khelifa Haddadi, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2025 Importance : 1 vol (125 f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Biopolymères et de composites Index. décimale : 530 - Physique Note de contenu : Sommaire Introduction ............................................................................................................................................ 1 Chapitre I : Les polymères biodégradables ............................................................................................ 1.1 Introduction aux polymères biodégradables .................................................................................. 4 1.2Poly(acide lactique) – PLA ................................................................................................................ 5 1.2.1Définition ......................................................................................................................................... 5 1.2.2Méthodes de synthèse..................................................................................................................... 5 1.2.3 Propriétés ....................................................................................................................................... 6 1.2.4 Domaines d’application ................................................................................................................. 6 1.2.5 Dégradation ................................................................................................................................... 7 1.3 Polycaprolactone – PCL .................................................................................................................... 7 1.3.1Définition ......................................................................................................................................... 7 1.3.2Méthodes de synthèse ..................................................................................................................... 8 1.3.3 Propriétés ....................................................................................................................................... 8 1.3.4 Domaines d’application ................................................................................................................. 8 1.3.5 Dégradation ................................................................................................................................... 9 1.4. Poly(glycolide) – PGA ...................................................................................................................... 9 1.4.1 Définition........................................................................................................................................ 9 1.4.2 Méthodes de synthèse ................................................................................................................... 9 1.4.3 Propriétés ..................................................................................................................................... 10 1.4.4 Domaines d’application............................................................................................................... 10 1.4.5 Dégradation ................................................................................................................................. 10 Chapitre II : L’Hydroxyapatite ................................................................................................................ II.1. Structure et composition de l'os .................................................................................................. 20 II.1.1. Architecture et hiérarchie de l'os ............................................................................................... 21 II.1.2. Diversité macroscopique et classification des os ..................................................................... 21 II.2. L’hydroxyapatite (HA) : propriétés et intérêt biomédical ......................................................... 21 II.2.1. Définition et formule chimique ................................................................................................ 22 II.2.2. Propriétés physico-chimiques de l’hydroxyapatite ................................................................ 22 II.2.3. Propriétés mécaniques .............................................................................................................. 25 II.2.4. Rôle de l’hydroxyapatite dans l’os naturel .............................................................................. 26 II.2.5. Applications de l’hydroxyapatite .............................................................................................. 26 II.3. Méthodes de synthèse de l’hydroxyapatite ................................................................................ 27 II.3.1. Synthèse par co-précipitation ................................................................................................... 27 II.3.2. Synthèse par voie hydrothermale ............................................................................................. 28 II.3.3. Synthèse par irradiation micro-ondes ..................................................................................... 28 II.3.4. Synthèse par voie solide (sèche) .............................................................................................. 29 III.1 Procédés de mélange et de mise en forme ................................................................................. 20 III.1.1 Mélangeur interne ...................................................................................................................... 20 III.1.2 Broyage et compression .............................................................................................................. 21 III.1.3 Presse hydraulique ..................................................................................................................... 22 III.2 Techniques de caractérisation .................................................................................................... 23 III.2.1 Microscopie confocale à balayage laser (CLSM) ..................................................................... 23 III.2.2 Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (IRTF/FTIR) ....................................... 24 III.2.3 Spectroscopie par fluorescence des rayons X (XRF) .............................................................. 26 III.3 Essai mecanique........................................................................................................................... 27 III.3.1 Essai de choc ............................................................................................................................... 27 III.3.2 Essais mécaniques quasi-statiques .......................................................................................... 29 III.3.3 Essai de traction (ISO 527) ........................................................................................................ 29 Conditions expérimentales : ................................................................................................................ 29 III.3.4 Essai de compression axiale (ISO 604) .................................................................................... 30 Conditions expérimentales : ................................................................................................................. 31 IV.1.Introduction ................................................................................................................................. 35 IV.2. Matériaux et réactifs utilises ...................................................................................................... 35 IV.2.1. Polyacide (PLA) ......................................................................................................................... 35 IV.2.2. Hydroxyapatite (HA)................................................................................................................ 37 IV.2.3. Solutions et solvants ................................................................................................................. 38 IV.3. Préparation des échantillons ...................................................................................................... 39 IV.3.1. Preconditionnement du PLA .................................................................................................. 40 IV.3.1.1. Sechage .................................................................................................................................... 40 IV.3.1. 2. Test de reprise d’eau ..............................................................................................................41 IV.3.3. Préparation des échantillons ................................................................................................... 43 IV.3.4. Broyage des mélanges .............................................................................................................. 43 IV.4. Caractérisation mécanique ......................................................................................................... 44 IV.4.1. Préparation des éprouvettes d’essais ...................................................................................... 44 IV.4.2. Essais de résistance au choc (izod) ......................................................................................... 45 IV.4.3. Essais de traction ...................................................................................................................... 46 IV.4.4. Essais de compression (iso 604) ............................................................................................. 50 IV.5.1. Spectroscopie infrarouge a transformee de fourier FTIR de l’hydroxyapatite ................... 53 IV.5.2. Spectroscopie infrarouge a transformée de fourrier FTIR du PLA et PLA chargée ........... 54 IV.6. Caractérisation morphologique ................................................................................................. 56 IV.6. 1. Etat de surface .......................................................................................................................... 56 IV.6.2. Rugosité .................................................................................................................................... 58 V.2. Dégradation in vitro dans la solution PBS ................................................................................. 61 V.2.1. Préparation de la solution PBS .................................................................................................. 61 Solution basique : ................................................................................................................................ 61 Solution acide : .................................................................................................................................... 62 V.2.2. Préparation et immersion des échantillons ............................................................................ 62 V.2.3. Conditions d’incubation ............................................................................................................ 63 V.3. Résultats de la dégradation in vitro ............................................................................................ 64 V.5.2. Préparation des pastilles pour implantation sous-cutanée ................................................... 65 V.5.3. Procédure d’implantation sous-cutanée .................................................................................. 66 V.5.4. Suivi post-opératoire ................................................................................................................. 67 V.5.5. Observation macroscopique du site d’implantation .............................................................. 68 Référence .............................................................................................................................................. 72 الملخص .................................................................................................................................................... 76 Côte titre : MAPH/0717 Développement de matériaux biodégradables à base de biopolymères et de composites pour implants osseux en orthopédie [document électronique] / Abir Rabhi, Auteur ; Hamici, Melia, Directeur de thèse ; Khelifa Haddadi, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2025 . - 1 vol (125 f.) ; 29 cm. Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Biopolymères et de composites Index. décimale : 530 - Physique Note de contenu : Sommaire Introduction ............................................................................................................................................ 1 Chapitre I : Les polymères biodégradables ............................................................................................ 1.1 Introduction aux polymères biodégradables .................................................................................. 4 1.2Poly(acide lactique) – PLA ................................................................................................................ 5 1.2.1Définition ......................................................................................................................................... 5 1.2.2Méthodes de synthèse..................................................................................................................... 5 1.2.3 Propriétés ....................................................................................................................................... 6 1.2.4 Domaines d’application ................................................................................................................. 6 1.2.5 Dégradation ................................................................................................................................... 7 1.3 Polycaprolactone – PCL .................................................................................................................... 7 1.3.1Définition ......................................................................................................................................... 7 1.3.2Méthodes de synthèse ..................................................................................................................... 8 1.3.3 Propriétés ....................................................................................................................................... 8 1.3.4 Domaines d’application ................................................................................................................. 8 1.3.5 Dégradation ................................................................................................................................... 9 1.4. Poly(glycolide) – PGA ...................................................................................................................... 9 1.4.1 Définition........................................................................................................................................ 9 1.4.2 Méthodes de synthèse ................................................................................................................... 9 1.4.3 Propriétés ..................................................................................................................................... 10 1.4.4 Domaines d’application............................................................................................................... 10 1.4.5 Dégradation ................................................................................................................................. 10 Chapitre II : L’Hydroxyapatite ................................................................................................................ II.1. Structure et composition de l'os .................................................................................................. 20 II.1.1. Architecture et hiérarchie de l'os ............................................................................................... 21 II.1.2. Diversité macroscopique et classification des os ..................................................................... 21 II.2. L’hydroxyapatite (HA) : propriétés et intérêt biomédical ......................................................... 21 II.2.1. Définition et formule chimique ................................................................................................ 22 II.2.2. Propriétés physico-chimiques de l’hydroxyapatite ................................................................ 22 II.2.3. Propriétés mécaniques .............................................................................................................. 25 II.2.4. Rôle de l’hydroxyapatite dans l’os naturel .............................................................................. 26 II.2.5. Applications de l’hydroxyapatite .............................................................................................. 26 II.3. Méthodes de synthèse de l’hydroxyapatite ................................................................................ 27 II.3.1. Synthèse par co-précipitation ................................................................................................... 27 II.3.2. Synthèse par voie hydrothermale ............................................................................................. 28 II.3.3. Synthèse par irradiation micro-ondes ..................................................................................... 28 II.3.4. Synthèse par voie solide (sèche) .............................................................................................. 29 III.1 Procédés de mélange et de mise en forme ................................................................................. 20 III.1.1 Mélangeur interne ...................................................................................................................... 20 III.1.2 Broyage et compression .............................................................................................................. 21 III.1.3 Presse hydraulique ..................................................................................................................... 22 III.2 Techniques de caractérisation .................................................................................................... 23 III.2.1 Microscopie confocale à balayage laser (CLSM) ..................................................................... 23 III.2.2 Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (IRTF/FTIR) ....................................... 24 III.2.3 Spectroscopie par fluorescence des rayons X (XRF) .............................................................. 26 III.3 Essai mecanique........................................................................................................................... 27 III.3.1 Essai de choc ............................................................................................................................... 27 III.3.2 Essais mécaniques quasi-statiques .......................................................................................... 29 III.3.3 Essai de traction (ISO 527) ........................................................................................................ 29 Conditions expérimentales : ................................................................................................................ 29 III.3.4 Essai de compression axiale (ISO 604) .................................................................................... 30 Conditions expérimentales : ................................................................................................................. 31 IV.1.Introduction ................................................................................................................................. 35 IV.2. Matériaux et réactifs utilises ...................................................................................................... 35 IV.2.1. Polyacide (PLA) ......................................................................................................................... 35 IV.2.2. Hydroxyapatite (HA)................................................................................................................ 37 IV.2.3. Solutions et solvants ................................................................................................................. 38 IV.3. Préparation des échantillons ...................................................................................................... 39 IV.3.1. Preconditionnement du PLA .................................................................................................. 40 IV.3.1.1. Sechage .................................................................................................................................... 40 IV.3.1. 2. Test de reprise d’eau ..............................................................................................................41 IV.3.3. Préparation des échantillons ................................................................................................... 43 IV.3.4. Broyage des mélanges .............................................................................................................. 43 IV.4. Caractérisation mécanique ......................................................................................................... 44 IV.4.1. Préparation des éprouvettes d’essais ...................................................................................... 44 IV.4.2. Essais de résistance au choc (izod) ......................................................................................... 45 IV.4.3. Essais de traction ...................................................................................................................... 46 IV.4.4. Essais de compression (iso 604) ............................................................................................. 50 IV.5.1. Spectroscopie infrarouge a transformee de fourier FTIR de l’hydroxyapatite ................... 53 IV.5.2. Spectroscopie infrarouge a transformée de fourrier FTIR du PLA et PLA chargée ........... 54 IV.6. Caractérisation morphologique ................................................................................................. 56 IV.6. 1. Etat de surface .......................................................................................................................... 56 IV.6.2. Rugosité .................................................................................................................................... 58 V.2. Dégradation in vitro dans la solution PBS ................................................................................. 61 V.2.1. Préparation de la solution PBS .................................................................................................. 61 Solution basique : ................................................................................................................................ 61 Solution acide : .................................................................................................................................... 62 V.2.2. Préparation et immersion des échantillons ............................................................................ 62 V.2.3. Conditions d’incubation ............................................................................................................ 63 V.3. Résultats de la dégradation in vitro ............................................................................................ 64 V.5.2. Préparation des pastilles pour implantation sous-cutanée ................................................... 65 V.5.3. Procédure d’implantation sous-cutanée .................................................................................. 66 V.5.4. Suivi post-opératoire ................................................................................................................. 67 V.5.5. Observation macroscopique du site d’implantation .............................................................. 68 Référence .............................................................................................................................................. 72 الملخص .................................................................................................................................................... 76 Côte titre : MAPH/0717

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