LEM3

Le laboratoire d'étude des microstructures et de mécanique des matériaux

Activité de recherche au sein du LEM3 concernant le projet TiBBiA (N°ANR-08-MAPR-0017)

Le projet TIBBIA fédère les forces concernant la métallurgie des alliages de titane pour des applications biomédicales ; les acteurs de cette ANR sont les seuls à effectuer des recherches dans ce domaine en France. Dans ce projet le LEM3 (fusion du LETAM et du LPMM) de Metz est associé au laboratoire de Chimie- Métallurgie rattaché à l'INSA de Rennes ainsi qu'au laboratoire de Métallurgie Structurale de l'Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris. Deux partenaires industriels sont également impliqués : la société Nimesis Technoloy, implantée à Metz, spécialisée dans le développement d'applications en alliages à mémoire de forme et la société AMF/NiTi France, filiale du groupe Lépine, basée dans le Cher qui produit des dispositifs médicaux d'ostéosynthèse.

L'objectif du projet : le développement d'alliages de titane à très bas module pour applications biomédicales.

La pose d'un implant dans l'os aboutit, lors des sollicitations mécaniques, à une déviation des contraintes liée à la rigidité respective de chacune des structures. Ce phénomène de déviation des contraintes (appelé « stress-shielding ») est maintenant clairement établi dans le domaine de l'ostéosynthèse. La diminution des déformations supportées par l'os conduit à une résorption osseuse qui compromet la stabilité mécanique de l'implant ostéointégré. L'objectif de ce travail est le développement d'alliages de titane spécifiquement destinés à l'implantologie, présentant un module d'élasticité beaucoup proche de celui de l'os que le titane et les alliages de titane utilisés actuellement. Ces nouveaux alliages de titane bêta métastable à très bas module, élaborés à partir à partir de différents critères électroniques, ne comportent que des éléments considérés comme bio-inertes (Ta, Nb, Zr). En plus de posséder un très bas module, proche de celui de l'os cortical, ces alliages présentent un comportement superélastique consécutif à une transformation de phases induite sous contrainte. Différentes stratégies d'optimisation de la microstructure, basées sur des traitements thermomécaniques, sont étudiées permettant un ajustement des propriétés de résistance / module d'élasticité/ superélasticité.

Stendt endovasculaire                               Prothèse de hanche                        Agrafe d’ostéosynthèse superélastique

Contacts :

Pascal LAHEURTE, Maitre de Conférences

Wafa EL MAY, Doctorante