Projet de doctorat de Justine Ravaut

Revêtements bioactifs à base d’alliages de Zn pour des implants orthopédiques durables et absorbables 

Les matériaux métalliques jouent un rôle prépondérant dans diverses applications biomédicales, constituant l'une des principales catégories de biomatériaux. Leur utilisation est justifiée par leur biocompatibilité, leurs propriétés mécaniques et leur résistance à la corrosion. Récemment, les métaux et alliages biodégradables ou absorbables ont gagné en importance dans la recherche en biomatériaux, offrant une alternative durable aux implants permanents. Ces matériaux sont spécifiquement conçus pour des implants à fonction temporaire, réduisant ainsi la nécessité d'interventions chirurgicales coûteuses et risquées liées au remplacement ou à l'enlèvement d'implants.

Un implant métallique absorbable durable doit combiner des propriétés mécaniques appropriées, une biocompatibilité et un taux de dégradation contrôlé en milieu physiologique. Il est donc crucial que son taux de dégradation soit suffisamment rapide pour éviter des effets toxiques, mais assez lent pour permettre la régénération du tissu natif.

Au cours des deux dernières décennies, les alliages à base de fer (Fe) et de magnésium (Mg) ont été largement étudiés comme candidats potentiels pour les métaux absorbables, en particulier dans les applications cardiovasculaires (stents vasculaires) et orthopédiques (dispositifs de fixation osseuse). Cependant, des défis persistent avec ces deux métaux, tels que le taux de corrosion trop rapide des alliages de Mg et le taux de corrosion trop lent des alliages de Fe.

En 2013, le zinc (Zn) et ses alliages ont émergé comme des candidats prometteurs pour la construction d'implants métalliques absorbables en raison de leur taux de corrosion modéré, de leur biocompatibilité et de leurs propriétés mécaniques acceptables. Cependant, des améliorations sont encore nécessaires sur les alliages de zinc, en particulier en ajustant encore leur taux de biodégradation pour éviter une rétention prolongée des implants ou une libération excessive d'ions Zn2+ induisant des effets cytotoxiques.

Ce projet collaboratif entre les équipes C2MUST de BMBI (UTC) et le Laboratoire de Réactivité de Surface (LRS) de Sorbonne Université a pour objectifs :
- De développer un revêtement bioactif innovant, poreux, en phosphate/calcium sur un alliage de zinc.
- Évaluer et ajuster les différentes propriétés de ce revêtement (mécaniques, biologiques et microbiennes).

 


Justine Ravaut a effectué un Bachelor Biomedical Materials Science (Birmingham, UK) puis un Master Biomedical Engineering (BME Paris).


Encadrants :

Karim El Kirat-Chatel (PR, BMBI, UTC) 
Jessem Landoulsi (MCF, LRS, SU)


Laboratoires impliqués dans la thèse :
BMBI - Biomécanique et Bioingéniérie
LRS - Laboratoire de Réactivité de Surface