Céramique ductiles pour implants spécifiques au patient – ImPatienCe

Le projet « ImPatienCe » vise à étudier des composites « ductiles » à base de zircone stabilisée au cérium (composites Ce-TZP) préparés par la technologie de fabrication additive par stéréolithographie céramique (SLA) et par des technologies conventionnelles (comme référence). En particulier, leur composition et/ou les post-traitements thermiques et le frittage seront adaptés dans le but à long terme de développer des implants médicaux en céramique spécifiques aux patients (par exemple, pour la mâchoire, l’articulation mandibulaire, etc.) avec une meilleure ostéointégration, des propriétés biomécaniques/fonctionnelles améliorées et une plus grande durabilité.
Dans le cadre de ce projet, des composites tri-phasés Ce-TZP seront optimisés pour obtenir une plus grande plasticité induite par transformation de phase sous contrainte (effet TRIP) et une moindre sensibilité aux défauts, donc une plus grande fiabilité par rapport aux biocéramiques fragiles classiques (par exemple, la zircone stabilisée à l'yttrium). Le projet se concentrera sur -l'étude du développement de la microstructure pendant le frittage qui contrôle la transformabilité de la phase quadratique (q) induite par la contrainte, -le comportement mécanique à différentes échelles (micro et macro) et -la réversibilité de cette transformation par chauffage. Nous proposons une approche originale basée sur une combinaison de caractérisations microstructurales approfondies et d'expériences mécaniques/thermiques in-situ pour obtenir des informations en temps réel relatives à la transformation de la phase quadratique (q) en monoclinique (m) (induite par la contrainte) ou m-q (par le chauffage) afin d'aider à concevoir la future génération de céramiques polycristallines de Ce-TZP composite présentant une résistance mécanique, ductilité, ténacité, durabilité et un effet de mémoire de forme améliorés. Ce dernier sera utile pour développer de nouvelles stratégies de maintien « en place » des dispositifs implantés.