Élaboration d'alliages de magnésium avec dispersoïdes nanométriques et quasi-cristallins ayant une tenue mécanique et une résistance à la corrosion meilleures pour des applications d'implants

 

Mihriban Pekguleryuz

Université McGill

 

Domaine : matériaux

Programme : projet de recherche en équipe

Concours 2017-2018

L'intérêt à l'égard du Mg comme matériau d'implant croît en raison de sa biocompatibilité et bioabsorbabilité qui éliminent les problèmes de santé et de coût liés à une infection/irritation locale, une thrombose et à la nécessité d'une 2ème intervention chirurgicale lorsque les implants métalliques permanents sont utilisés. La demandeuse et son équipe ont mis au point des alliages à base de Mg-Sr-Ca-Zn qui génèrent des écailles de surface d'hydroxyapatite modifiée de Sr qui améliorent à la fois la résistance à la corrosion et la biocompatibilité. Pour leur utilisation efficace comme applications orthopédiques ou endoprothétiques, il faut améliorer les propriétés mécaniques des alliages par l'ingénierie des microstructures. La conception des alliages pose un défi de taille en raison des contraintes de biocompatibilité qui empêchent l'utilisation des éléments d'alliage qui peuvent affecter la biodegradation/biocorrosion. La demandeuse possède 25 ans d'expérience dans la mise au point d'alliages de Mg.

Dans ce projet, des éléments trace considérés comme étant non toxiques (Zr, Hf, Ho) seront utilisés pour générer les secondes phases de renforcement, à savoir des dispersoïdes nanométriques à base de Zr et des quasi cristaux de Mg-Zr, Mg-Hf et Mg-Ho pour renforcer les alliages Mg-Sr-Ca-Zn. Les microstructures (dispersoïdes, quasi-cristaux) seront étudiées par microscopie électronique en transmission; des procédés électrochimiques détermineront les mécanismes et la cinétique de la corrosion; des essais de traction et de fatigue seront menés pour évaluer la tenue mécanique. L'équipe comprend des chercheurs de McGill et de l'ÉTS d'expertise complémentaire (Pekguleryuz: conception d'alliages Mg, Omanovic: électrochimie et corrosion et Bocher: comportement mécanique).