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30 juil
30/07/2019 10:00

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Amandine IMPERGRE

Interactions entre CoCrMo et milieu cellulaire: de la corrosion à la tribocorrosion

Doctorante : Amandine IMPERGRE

Laboratoire INSA : MATEIS
Ecole doctorale : ED34 : Matériaux de Lyon

La durabilité à long terme des prothèses articulaires repose sur leur résistance à la corrosion et leur comportement à l'usure. Quels que soient les matériaux utilisés, des produits de dégradation (ions métalliques et débris d’usure) se forment, du fait de la corrosivité des fluides corporels et de la biomécanique des articulations. Généralement, ces produits sont associés aux complications post-opératoires et en conséquence, leurs effets constituent des préoccupations cliniques critiques. A cet égard, la tribocorrosion est une considération sérieuse dans la performance des prothèses articulaires.
Ce travail vise à contribuer à l'amélioration de la compréhension des mécanismes de dégradation d’un alliage de CoCrMo, utilisé en tant que prothèse articulaire, en appréhendant le couplage de charges mécaniques et d’activité cellulaire. Cette thèse a été architecturée selon une approche itérative, qui débute par l’étude intrinsèque d’un milieu physiologique simulé, propice à la culture cellulaire (le RPMI-1640). L’alliage métallique, les cellules, et des sollicitations électrochimiques ou mécaniques agressives ont successivement été ajoutés au système d’étude. Les essais ont révélé que l'oxydation du CoCrMo est accélérée en présence d'espèces carbonées et de composés organiques, et que les cellules peuvent moduler la libération d’ions métalliques. Un dispositif de biotribocorrosion a spécialement été développé pour évaluer l’effet combiné des deux types de produits de dégradation sur le métabolisme cellulaire. Les mécanismes d'usure du contact CoCrMo/polyéthylène et la cinétique de dépassivation/repassivation du CoCrMo ont été identifiés. Cette étude multidisciplinaire exhaustive a combiné des techniques expérimentales d’électrochimie, de biologie et de tribologie, afin de souligner l'importance de la chimie de surface du biomatériau sur sa résistance à la tribocorrosion et son caractère cytotoxique.
Finalement la méthodologie expérimentale proposée dans ce travail, a permis de poser les fondements des essais de biotribocorrosion des biomatériaux métalliques et les a validés. Les résultats permettent de mieux comprendre l’interaction entre les fluides et les biomatériaux et peuvent fournir des indications importantes non seulement pour l'amélioration des matériaux, la conception, la fabrication et l'évaluation des prothèses articulaires, mais également pour augmenter leur durée de vie.

Informations complémentaires

  • Amphithéâtre Emilie du Châtelet - Bibliothèque Marie Curie - INSA Lyon