Comportement à l’usure des matériaux biomédicaux : Application aux prothèses

Abstract

La réduction du taux d'usure dans les prothèses totales de hanche (métal / métal) est effectué par l’augmentant du diamètre des têtes fémorales ou la concentration en carbone de l’alliage. Le rôles combiné du diamètre et la composition en carbone est étudié expérimentalement avec trois configurations différentes (28, 32 et 36 mm) sur un simulateur de hanche durant deux millions de cycles (2MC) de marche et avec le sérum bovin comme lubrifiant. Les têtes (28 mm) et les cupules ( 36 mm ) sont été fabriquées en alliage CoCr à faible teneur en carbone (LC) tandis que le reste des têtes et des cupules sont à forte teneur en carbone (HC). L'analyse gravimétrique a montré que tous les couples présentent un comportement biphasique, le run-in durant le premier million de cycle suivi par la période de steady state. Pour les couples de 28 mm, les cupules (HC) ont montré un faible volume d'usure par rapport aux têtes (LC) avec une différence significative durant la phase steady state. Ce qui est en accort avec l’analyse de la rugosité et l'analyse par microscope SEM. La composition (LC) des têtes de 28 mm augmente la différence du volume d'usure entre les couples 28 et 32 mm, tandis que la composition (LC) dans les couples de 36 mm réduit la différence d'usure volumétrique entre les couples 32 et 36 mm. Aucune corrélation n'a été trouvée entre le jeu articulaire et l'usure totale à 1 MC et 5MC. Les paramètres de rugosité (Ra, Rt, Rq) de 32 mm des têtes sont en corrélation avec le volume d'usure totale. La rugosité totale Rt a montré un coefficient de régression exponentiel de 0,89, tandis que la rugosité moyenne Ra présente une valeur de 0,82 et la rugosité moyenne Rq un coefficient de 0,79