Elaboration de revêtements organiques et inorganiques sur un substrat de titane en vue de l’apport du caractère ostéoinducteur

Metallic implants are widely used these days but need seriously improvement to show longer life and better biomedical applications properties. That’s where nanoscience and surface modification can be useful by opening a wide range of possibilities. This work is more precisely focused on orthopaedic or dental applications. To be used as dental or orthopaedic implants, the metal has to show properties like biocompatibility, great corrosion resistance, good bulk properties, but also a bioactivity. This last characteristic means that bone should spontaneously grow on the implant surface unless we’ll encounter adhesion problems and risks of loosening. The way proposed in this work is the optimisation of the titanium surface properties. In fact, titanium and its alloys present good bulk properties but do not show good bioactivity. By the deposition of a thin tantalum oxide layer on bare titanium, we improve that last point. The tantalum deposition is investigated by two different methods, first one is electrodeposition in ionic liquid media and second one is sol-gel deposition. As some works in literature showed that roughness could play a role in osteoinductive properties, the morphology of the thin oxide layer is controlled by two different approaches, polystyrene spheres monolayer or titanium anodisation. We also attempted to insert multiwall carbon nanotubes in the tantalum oxide matrix. And finally, the last step is the organic modification by molecules containing 3 to 5 phosphonic groups. Then, once these systems elaborated and otpimized, the osteoinductive character is evaluated by measuring the hydroxyapatite growth rate in a simulated body fluid.Le recours aux implants de type métalliques lors d’actes chirurgicaux est de plus en plus fréquent. Dès lors, l’élaboration de nouveaux matériaux plus performants dans ce domaine est devenue cruciale. Le recours pour cela à la nanoscience et aux techniques de modification de surface ouvre un large panel de possibilités. Le travail présenté dans cette thèse s’inscrit dans ce domaine, et plus spécifiquement dans l’optimisation des qualités de matériaux utilisés dans les implants dentaires ou orthopédiques. Les métaux, en plus d’être biocompatibles, doivent impérativement présenter un caractère bioactif, ce qui signifie ici promouvoir la croissance osseuse. Sans cette propriété, nous sommes confrontés à des problèmes d’adhérence et d’intégration de l’implant au système. L’approche développée dans ce travail est l’amélioration des propriétés de surface du titane. Ce métal est choisi car lui et ses alliages présentent des caractéristiques volumiques adéquates pour leur utilisation comme implant. Cependant, le caractère ostéoinductif leur fait défaut. Dans le but d’enlever cette lacune, notre recherche s’est basée sur la déposition d’une couche mince d’oxyde de tantale, reconnu pour présenter un caractère ostéoinductif ainsi qu’une excellente biocompatibilité. Deux méthodes de déposition ont été investiguées, l’électrodéposition dans un milieu liquide ionique et la déposition par voie sol-gel. La rugosité étant un facteur influençant la vitesse de croissance osseuse, nous avons également proposé deux méthodes de structuration de la couche mince de tantale. D’autre part, l’insertion de nanotubes de carbone dans la matrice d’oxyde de tantale est une approche supplémentaire étudiée dans ce travail. Enfin, la dernière étape est la modification de ces systèmes par une monocouche d’acide organophosphonique. Le caractère ostéoinducteur de tous ces systèmes élaborés a été évalué par une étude de la croissance d’hydroxyapatite en milieu simulant le liquide physiologique.(DOCSC02) -- FUNDP, 201