| Titre : | Étude des alliages de titane pour la fabrication des implants médicaux et prothèses dentaires |
| Auteurs : | BAHLOUL Wissam, Auteur ; ARBOUCHE Omar, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte manuscrit |
| Editeur : | Université de Saida– Dr. Moulay Tahar Faculté Technologie, 2024/2025 |
| Format : | 108ص |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | BUC-D 000092 |
| Catégories : |
Doctorat 3ème Cycle Spécialité : Instrumentation biomédicale Filière : Génie biomédical |
| Mots-clés: | : les alliages de titane bêta, caractéristiques superélastiques, DFT, la biocompatibilité, DFPT. : سبائك التيتانيوم بيتا، خصائص فائقة المرونة، DFT، التوافق الحيوي، DFPT. : beta titanium alloys, superelastic properties, DFT, biocompatibility, DFPT. |
| Résumé : |
Résumé :
Les alliages de titane bêta métastables font l'objet d'un nombre croissant de recherches, notamment en ce qui concerne leurs caractéristiques superélastiques et à mémoire de forme. Leurs qualités uniques et le fait qu'ils ne peuvent être fabriqués qu'à partir de matériaux biocompatibles en font les substituts parfaits des matériaux actuellement utilisés dans l'industrie biomédicale (stents, agrafes, arcs orthodontiques, etc.). Traditionnellement, le titane pur et l'alliage Ti-6Al-4V ont été utilisés pour créer des implants et des prothèses. Les principaux avantages de ces alliages sont la biocompatibilité, la résistance mécanique et la résistance à la corrosion. Cependant, un certain nombre de recherches se sont concentrées sur de nouveaux alliages à faible module d'élasticité contenant exclusivement des éléments bio-inertes (Ti, Nb, Zr et Ta). L'objectif principal de cette étude est de mettre en évidence le potentiel des alliages de titane à bas module élastique pour les prothèses et les implants, entre autres utilisations médicales. Nous passons en revue les éléments mécaniques et biologiques au niveau du contact entre l'implant et l'os. Le comportement mécanique qui résulte des différentes formulations et des critères de sélection qui conduisent à de nouveaux alliages avec un faible module de Young est présenté. La technique sera conclue par des tactiques d'optimisation, des idées pour améliorer ces alliages et un exemple utilisant la flexibilité d'un implant dentaire. Néanmoins, bien que la DFT soit une technique de simulation très efficace, sa mise en œuvre numérique nécessite un certain temps de traitement. Afin de reproduire les changements dynamiques d'un matériau qui sont essentiels pour l'étude de la température. La DFT sera utilisée pour examiner les caractéristiques de l'état fondamental du titane à une température de zéro absolu. Une méthode perturbative hautement efficace a récemment été développée à cet effet : la théorie de la perturbation de la fonctionnelle de la densité (DFPT). Avec un effort de calcul similaire à celui d'un système non perturbé, la matrice dynamique peut être obtenue à l'aide de cette méthode. Ces techniques ont également été appliquées avec succès à l'étude des propriétés élastiques, dynamiques et vibratoires de l'alliage de titane à différentes concentrations. Abstract: Metastable beta titanium alloys are the subject of an increasing amount of research, particularly with regard to their superelastic and shape-memory characteristics. Their unique qualities and the fact that they can only be manufactured from biocompatible materials make them perfect substitutes for materials currently used in the biomedical industry (stents, staples, orthodontic archwires, etc.). Traditionally, pure titanium and the Ti-6Al-4V alloy have been used to create implants and prostheses. The main advantages of these alloys are biocompatibility, mechanical strength and corrosion resistance. However, a certain amount of research has focused on new low-modulus alloys containing exclusively bio-inert elements (Ti, Nb, Zr and Ta). The main aim of this study is to highlight the potential of low modulus of elasticity titanium alloys for prostheses and implants, among other medical uses. We review the mechanical and biological elements at implant-bone contact. The mechanical behavior resulting from the different formulations and selection criteria leading to new alloys with a low Young's modulus is presented. The technique will be concluded with optimization tactics, ideas for improving these alloys and an example using the flexibility of a dental implant. Nevertheless, although DFT is a highly effective simulation technique, its numerical implementation requires a certain amount of processing time. In order to reproduce the dynamic changes in a material that are essential for the study of temperature. DFT will be used to examine the ground state characteristics of titanium at a temperature of absolute zero. A highly efficient perturbative method has recently been developed for this purpose: density functional perturbation theory (DFPT). With a computational effort similar to that of an unperturbed system, the dynamic matrix can be obtained using this method. These techniques have also been successfully applied to the study of the elastic, dynamic and vibratory properties of titanium alloy at different concentrations. ملخص: سبائك التيتانيوم البيتا المستقرة هي موضوع بحث متزايد، خاصة فيما يتعلق بخصائصها فائقة المرونة والشكل الذاكر. مميزاتها الفريدة وحقيقة أنها يمكن تصنيعها فقط من مواد ذات توافق حيوي تجعلها بديلًا مثاليًا للمواد المستخدمة حاليًا في صناعة الطب الحيوي (الدعامات، والترابيزات، وأقواس التقويم السني، إلخ). تقليديًا، تم استخدام التيتانيوم النقي وسبيكة Ti-6Al-4V في إنشاء الزرعات والأجهزة الاستئصالية. فوائد هذه السبائك الرئيسية تتمثل في التوافق الحيوي والقوة الميكانيكية ومقاومة التآكل. ومع ذلك، ركزت الأبحاث على عدد من السبائك الجديدة ذات معامل مرونة منخفض يحتوي حصراً على عناصر حيوية (التيتانيوم، النيوبيوم، الزركونيوم، والتانتالوم). الهدف الرئيسي لهذه الدراسة هو إبراز إمكانيات سبائك التيتانيوم ذات المعامل المنخفض للاستخدام في الأجهزة الاستئصالية والزرعات، بالإضافة إلى استخدامات طبية أخرى. نقوم بمراجعة الجوانب الميكانيكية والبيولوجية على مستوى التواصل بين الزرعة والعظم. يتم تقديم السلوك الميكانيكي الناتج عن التركيبات المختلفة ومعايير الاختيار التي تؤدي إلى سبائك جديدة ذات معامل مرونة منخفض. ستُختتم الفنية بتكتيكات التحسين، وأفكار لتحسين هذه السبائك، ومثال يستخدم مرونة زراعة الأسنان. ومع ذلك، على الرغم من أن النظرية الوظيفية للكثافة (DFT) هي تقنية محاكاة فعّالة للغاية، فإن تنفيذها الرقمي يتطلب وقتًا معينًا للمعالجة. وذلك من أجل تكرار التغييرات الديناميكية في المواد، التي تعد أساسية لدراسة درجة الحرارة. سيتم استخدام DFT لفحص خصائص الحالة الأساسية للتيتانيوم عند درجة حرارة الصفر المطلق. تم تطوير مؤخرًا طريقة فاعلة للغاية للتشويش لهذا الغرض: نظرية تشويش وظيفية الكثافة (DFPT). بجهد حسابي مماثل لنظام غير مشوش، يمكن الحصول على المصفوفة الديناميكية باستخدام هذه الطريقة. تم تطبيق هذه التقنيات أيضًا بنجاح في دراسة الخصائص المرونة والدينامية والاهتزازية لسبيكة التيتانيوم بتراكيز مختلفة. |
Exemplaires (1)
| Code-barres | Cote | Support | Localisation | Section | Disponibilité |
|---|---|---|---|---|---|
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