Synthèse et consolidation à basse température de biocéramiques en apatite phosphocalcique carbonatée
(Document en Français)
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- https://theses.hal.science/tel-03328765
- Auteur
- Ortali Camille
- Date de soutenance
- 30-11-2017
- Directeur(s) de thèse
- Champion Eric - Julien Isabelle
- Président du jury
- Foucaud Sylvie
- Rapporteurs
- Heintz Jean-Marc - Audubert Fabienne
- Membres du jury
- Champion Éric - Julien Isabelle - Drouet Christophe
- Laboratoire
- Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (1998-2011)
- Ecole doctorale
- École doctorale Sciences et Ingénierie des Matériaux, Mécanique, Energétique et Aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
- Etablissement de soutenance
- Limoges
- Discipline
- Matériaux Céramiques et Traitements de Surface
- Classification
- Physique,
- Sciences de l'ingénieur
- Mots-clés libres
- Consolidation à basse température
- Mots-clés
- Biocéramiques,
- Phosphates de calcium,
- Spark plasma sintering (métallurgie),
- Substituts osseux
Des poudres de phosphates de calcium carbonatés amorphes ou cristallisés en apatite ont été synthétisées par voie aqueuse. La carbonatation est effectuée de deux manières différentes : pendant la synthèse où la quantité de carbonates introduits dépend du rapport molaire carbone/phosphore des réactifs et de la température de synthèse, ou par post carbonatation de poudres phosphocalciques grâce à des échanges ioniques de surface en solution. Les phosphates de calcium amorphes sont composés de cluster de Posner de formule chimique générale : Ca9-x-y(PO4)6-2x-2y(HPO4)2x(CO3)2y,nH2O. Les poudres d’apatite sont decristallinité variable en fonction des paramètres de synthèse. Composées à coeur de nanocristaux d’apatite de formule chimique générale Ca10-x-y(PO4)6-x-y(HPO4)x(CO3)y(OH)2-x-y-2z(CO3)z, elles peuvent comporter en surface une couche hydratée phosphocalcique et non-apatitique plus ou moins importante. Ces poudres sont consolidées par frittage flash ou Spark Plasma Sintering (SPS) à basse température. Ce frittage, réalisé à 150°C, ne conduit qu'à peu ou pas de consolidation lorsque des poudres cristallisées et sans couche hydratée superficielle sont utilisées. A l’inverse, des poudres amorphes ou nanocristallines avec une importante couche hydratée densifient. La consolidation mène à la formation de joints de grains et à la croissance des cristaux des apatites nanocristallines dans le coeur des particules amorphes. La composition chimique des grains cristallisés est Ca10xy(PO4)6xy(HPO4)x(CO3)y(OH)2-x-y-2z(CO3)z. La consolidation est activée par l’application conjointe d’une charge et d’un courant éléctrique pulsé sans lesquels elle n’est pas possible à aussi basse température. Les céramiques résultantes sontmicroporeuses et très cohésives avec de bonnes propriétés mécaniques (résistance à la flexion = 18 MPa). Ces céramiques miment la composion chimique de la phase minérale de l’os et sont suceptibles de présenter des propriétés biologiques supérieures aux matériaux courament utlisés en tant que substituts osseux.
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Pour citer cette thèse
Ortali Camille, Synthèse et consolidation à basse température de biocéramiques en apatite phosphocalcique carbonatée, thèse de doctorat, Limoges, Université de Limoges, 2017. Disponible sur https://aurore.unilim.fr/ori-oai-search/notice/view/2017LIMO0073