Étude comparative des propriétés des dépôts TiO2, HfO2 et ZrO2 pour applications biomédicales sur substrats en acier

Abstract

L'amélioration des matériaux utilisés dans les dispositifs médicaux représente aujourd’hui un enjeu central dans le domaine biomédical. Ce projet de fin d’études porte sur une étude comparative de trois oxydes métalliques, le dioxyde d’hafnium (HfO2), le dioxyde de titane (TiO2) et le dioxyde de zirconium (ZrO2) , déposés sous forme de couches minces sur de l’acier inoxydable 316L, matériau largement utilisé dans les implants et instruments chirurgicaux. Les dépôts ont été réalisés par pulvérisation cathodique magnétron RF. L’objectif principal est de comparer les propriétés physico-chimiques, mécaniques et biologiques de ces revêtements afin d’identifier celui qui présente les performances les plus adaptées aux diverses applications biomédicales. Pour cela, plusieurs techniques de caractérisation ont été utilisées : diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie Raman, microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie à force atomique (AFM), nanoindentation et tests électrochimiques de corrosion. L’évaluation biologique a porté sur l’adhésion, la prolifération et la réponse cellulaire, en incluant à la fois des cellules humaines de tissu et des cellules bactériennes. Cette étude permet ainsi de mieux comprendre l’influence de chaque oxyde sur des critères clés tels que la résistance à la corrosion, l’adhérence, la dureté et la biocompatibilité, afin d’optimiser la performance des surfaces implantables.