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Concept
Verre bioactif
Résumé
vignette|Verre bioactif vu au microscope électronique
Les verres bioactifs sont des matériaux dont les propriétés sont retenues par la chirurgie pour leur emploi comme substitut osseux. En effet après leur insertion dans l'organisme, ils se couvrent d'une couche d'hydroxyapatite carbonatée, similaire à la phase minérale de l'os naturel et qui permet l'établissement de liaisons chimiques avec les cellules osseuses, donc un accrochage fort de l'implant. Cependant, les verres bioactifs sont peu utilisés en chirurgie du fait de leurs médiocres propriétés mécaniques. Ils sont cependant intéressants en couches minces pour associer leurs caractéristiques bioactives à l'intérêt d'autres matériaux.
Deux voies de synthèse sont possibles :
la voie classique réalise la fusion des oxydes précurseurs à haute température (souvent plus de ), suivie d'une trempe à température ambiante. Cette voie permet l'obtention de verres bioactifs massifs et de tailles variées, mais nécessite l'emploi d'un four produisant ces températures ;
la voie du procédé sol-gel repose sur l'utilisation d'alcoxyde métallique, comme ceux du silicium, afin d'introduire les germes du réseau vitreux. La pré-formation du réseau par le procédé sol-gel permet de réduire de façon significative la température d'élaboration du verre, par rapport à la voie fusion. Cette synthèse n'est pas adaptée à l'obtention de verres massifs, mais plutôt de dépôts en couches minces, facilement exploitables.
La première polymérisation sol-gel a été réalisée par Ebelmen, qui décrit dès 1845 « la conversion en verre solide de l’acide silicique exposé à l’air humide ». Cependant, le commencement de la polymérisation sol-gel date des années 1930 avec l’utilisation pour la première fois, par la firme allemande Schott, de ce procédé pour fabriquer des récipients en verre. Le principe de celui-ci, autrefois appelé « chimie douce », repose sur l’utilisation d’une succession de réactions d’hydrolyse-condensation, à température modérée, pour préparer des réseaux d’oxydes, qui peuvent être à leur tour traités thermiquement.
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