Alliages Complexes Concentrés pour Bio-implants: Fabrication Additive et Propriétés – CoCoA-Bio

Alors que la population des sociétés modernes vieillit et que le risque de maladie osseuse ou d'accident osseux augmente, le besoin d'une nouvelle génération de matériaux avec une biocompatibilité supérieure et des propriétés mécaniques adéquates est un défi. CoCoA-bio combine deux concepts métallurgiques innovants pour fournir une solution matériau pour l'application envisagée, se positionnant sur un enjeu de santé publique essentiel. En effet, les alliages multicomposants (HEA/CCA) basés sur le système TiNbZr-X (X = Mo, Ta) seront élaborés par fabrication additive, notamment par fusion laser sélective (SLM). Après chaque étape de développement par SLM et l'optimisation des microstructures par compaction isostatique à chaud et recuits contrôlés (WP1), les microstructures des échantillons résultants seront entièrement caractérisées (WP2) et leur comportement mécanique analysé sous différentes conditions de chargement, y compris la fatigue (WP3). Une étape de fonctionnalisation mécanique des surfaces réalisée par usinage avec suivi métrologique (WP4) sera menée avant une fonctionnalisation chimique permettant de cerner l'adéquation des matériaux développés pour l'application envisagée (WP5). Deux taches supplémentaires, WP0 (coordination) et WP6 (réglementation et aspect socio-économique) viendront en parallèle compléter la structure de la proposition qui durera 48 mois.
En plus des poudres initiales pré-alliées, qui seront principalement développées pour nous dans le cadre d'une prestation externe, le cœur du projet est composé des lots WP1, WP4 et WP5 en s’appuyant sur les résultats des lots WP2, WP3 et WP6, qui permettent de filtrer la solution envisagée. En effet, l'architecture du projet a été conçue pour identifier plusieurs alliages candidats pour l'application souhaitée, puis pour converger vers la ou les solutions les plus prometteuses, à l'aide d'outils adaptés à chaque tâche. A l’issue du projet, un prototype d’implant dentaire, choisi comme produit modèle pour valider l’approche expérimentale développée, sera proposé.
Le consortium est convaincu que le projet CoCoA-Bio participera à la requalification des HEA de matériaux prometteurs en véritables candidats pour remplacer les solutions matérielles actuellement appliquées (faute de mieux), dans notre cas les alliages pour bio-implants. L'expertise croisée et les ressources du consortium sur la fabrication additive, la conception et la caractérisation des HEA et leur fonctionnalisation de surface sont des atouts importants pour atteindre les objectifs de la proposition CoCoA-Bio.