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| Développement d’un composite innovant à base de verre bioactif et de géopolymère pour des applications en tant que biomatériau : caractérisation physico-chimique, biologique et mécanique (Development of an innovative composite based on bioactive glass and geopolymer for biomaterial applications : physicochemical, biological, and mechanical characterization) | ||
Yaakoubi, Khaoula - (2025-12-12) / Université de Rennes, Université de Sfax (Tunisie) - Développement d’un composite innovant à base de verre bioactif et de géopolymère pour des applications en tant que biomatériau : caractérisation physico-chimique, biologique et mécanique Langue : Français Directeur de thèse: Oudadesse , Hassane; Elfeki, Hafed Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : S3M Thématique : Chimie, minéralogie, cristallographie | ||
Mots-clés : Bioverre, Géopolymère, Composite, Biomatériaux, Étude « in vitro » et « in vivo », Bioverres, Géopolymères, Composites Résumé : Ce travail concerne l’association du verre bioactif et du géopolymère qui vise à créer un composite réunissant la bioactivité du verre et la résistance mécanique du géopolymère. Le verre bioactif, connu pour stimuler la régénération osseuse, présente une fragilité, tandis que le géopolymère offre une excellente stabilité thermique et des propriétés mécaniques élevés. Leur combinaison permet donc de concevoir un matériau à la fois biocompatible, bioactif et mécaniquement performant, idéal pour la réparation osseuse. Les matériaux de base et leurs composites ont été étudiés par différentes techniques physico-chimiques. Leur réactivité chimique a été évaluée « in vitro » à travers des essais en milieu simulé (SBF) afin d’analyser la formation d’une couche d’hydroxyapatite indicatrice de bioactivité. Des essais « in vivo » sur modèle animal ont été réalisé aussi afin de confirmer l’intégration tissulaire et la réponse biologique du matériau. Enfin, des tests de compression ont été fait pour évaluer l’impact de l’association sur les performances mécaniques globales. Les résultats montrent que les composites verre bioactif - géopolymère possèdent une bonne bioactivité, confirmée par la formation rapide d’une couche d’hydroxyapatite en milieu simulé et par une bonne intégration tissulaire lors des essais in vivo. L’association des deux matériaux conduit également à une amélioration significative des propriétés mécaniques, où l’augmentation de la proportion de géopolymère s’est traduite par une résistance à la compression accrue, démontrant la complémentarité de ces deux matériaux dans le développement de biomatériaux performants. Résumé (anglais) : This work focuses on the association of bioactive glass and geopolymer with the objective of creating a composite that merges the bioactivity of glass with the mechanical strength of the geopolymer. Bioactive glass, known for stimulating bone regeneration, exhibits brittleness, whereas the geopolymer offers excellent thermal stability and high mechanical properties. Their association therefore enables the design of a material that is both biocompatible, bioactive, and mechanically efficient, making it ideal for bone repair. The base materials and their composites were investigated using various physicochemical techniques. Their chemical reactivity was evaluated in vitro through tests in a simulated body fluid (SBF) to analyze the formation of a hydroxyapatite layer indicative of bioactivity. In vivo tests on an animal model were also conducted to confirm tissue integration and the biological response of the material. Finally, compression tests were performed to assess the impact of this combination on the overall mechanical performance. The results show that the bioactive glass– geopolymer composites exhibit good bioactivity, confirmed by the rapid formation of a hydroxyapatite layer in the simulated medium and by good tissue integration during in vivo testing. The association of the two materials also led to a significant improvement in mechanical properties, where increasing the geopolymer content resulted in enhanced compressive strength, demonstrating the complementary nature of these two materials in developing high- performance biomaterials. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-21749 | ||
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