Abstract FR:

Ces travaux portent sur l'étude du comportement tribologique de matériax utilisés comme composants articulaires dans l'arthroplastie totale de l'articulation de la hanche. La majeure partie de cette étude est constituée par le développement et la mise au point d'une nouvelle génération de simulateur multipostes de l'articulation de la hanche reproduisant deux mouvements physiologiques et un cycle de charge alternatif, représentatif d'un cycle de marche normal. Le polyethylène (UHMWPE) étant le composant articulaire le plus sensible à l'usure, des éssais réalisés sur tribomètre Pion/disque en eau déionisée ont permis d'appréhender ses mécanismes de dégradation vis à vis des matériaux usuels métalliques (acier inoxydable, alliage cobalt-chrome-molybdène) et céramiques (alumine, zircone). L'étude de l'influence du mode de stérilisation du polyethylène par irradiation gamma sous air ou sous argon et à l'oxyde d'éthylène a été menée sur tribomètre Pion/disque et sur simulateur avec une surface métallique antagoniste. Les deux types d'essai ont mis en évidence un frottement et une usure largement supérieurs pour la stérilisation par irradiation gamma sous air. Nous avons établi que ce comportement était lié à une oxydation superficielle du polyethylène lors de l'irradiation en présence d'air provoquant une fragilisation structurale du matériau. L'évolution et les modes de dégradation du polyethylène relevés sont pour une large part comparables à ceux observés ex-vivo (usure adhésive), avec cependant une prédominance de l'usure par fatigue superficielle in-vitro. La présence de films de transfert de polyethylène sur les surfaces métalliques antagonistes et la taille plus importante des débris d'usure recueillis sont attribuées à l'utilisation d'ean déionisée comme lubrifiant. Le couple alumine/alumine représentant actuellement la seule alternative à l'utilisation du polyethylène, nous avons étudié son comportement tribologique à l'aide d'un tribomètre anneau/disque normalisé reservé à la validation de ce couple. Les dégradations observées sont le résultat de mécanismes d'usure abrasive et par fatigue superficielle. Les essais réalisés sur simulateur ont montrés le faible frottement et l'excellente résistance à l'usure de ce couple lorsqu'il présente un jeu bien défini.