Caractérisation de surface de matériaux en titane en fonction de divers traitements

L'essentiel de ce qu'il faut retenir : L'étude menée par un groupe de recherche de l'Université d'Indiana a pour objet la caractérisation de surface du titane et de quelques-uns de ses alliages. Les substrats retenus sont : le titane commercialement pur (ASTM grade 2), un alliage titane-aluminium-vanadium (Ti-6 Al-4 V) et un alliage nickel-titane (Ni-Ti).

Les trois lots d'alliages étudiés Ti cp, Ti-6 Al-4 V et Ni-Ti ont subi ces traitements de surface par sablage, traitement chimique, sablage associé à un traitement chimique et enfin, un groupe a été oxydé par différents procédés.

La caractérisation des oxydes de surface a été effectuée par la technique TED (électrons transmis par diffraction). Les spectres de diffraction obtenus identifient pour les trois alliages des oxydes de titane de type TiO², majoritairement sous forme rutile et dans une moindre proportion sous forme d'anatase.

La rugosité des surfaces préparées a été évaluée selon la norme ISO R 468.

Les angles de contact ont été mesurés en déposant sur ces surfaces métalliques de l'eau distillée, du chlorure de sodium en solution à 1 %, des neutrophyles d'origine humaine et enfin des cellules ostéoblastiques en suspension.

Les résultats obtenus ne montrent aucune différence significative entre les quatre mouillants : cellules en suspension, eau distillée ou salée donnent les mêmes valeurs sur un substrat métallique préparé à l'identique.

Ce que j'en pense : Les débuts de l'implantologie sont associés au Ti cp et à des états de surface lisses.

De nombreuses études ont essayé d'établir des corrélations entre état de surface, qualité de caillot, prolifération cellulaire et valeurs de l'ostéointégration.

Les travaux sur la rugosité sont souvent évalués par les valeurs de dévissage après mise en nourrice chez l'animal.

L'étude ici résumée nous montre que Ti cp et Ti-6 Al-4 V n'ont pas le même comportement et que l'augmentation de la rugosité ne peut être envisagée que si la mouillabilité est favorable.

Ce que j'ai appris : Les traitements de surface pratiqués sur les trois familles d'alliage de titane n'ont pas la même efficacité en termes de mouillabilité. Pour les Ti cp, l'angle de contact augmente avec la rugosité lorsque la mouillabilité n'est pas favorable et l'on relève un phénomène inverse lorsque la mouillabilité est meilleure. Les Ti-6 Al-4 V sont à rapprocher des Ti cp pour les mauvaises mouillabilités et ne suivent pas une loi mathématique dans les autres cas.

Pour les Ni-Ti, il n'y a pas de corrélation directe entre rugosité et mouillabilité.

Les oxydes formés dans les cas hydrophobes sont exclusivement de type rutile alors que dans les cas plus hydrophiles, on trouve un mélange rutile majoritaire et anatase en complément.

L'énergie de surface qui détermine grandement l'angle de contact serait donc en relation avec la nature cristalline des oxydes de titane formés.