Comportement à l’usure et au frottement de deux biomatériaux AISI 316L et Ti-6Al-7Nb pour prothèse totale de hanche

Abstract

On s’est intéressé dans ce travail à l’analyse du comportement à l’usure et au frottement de deux prothèses totales de hanche en acier AISI 316L et en alliage à base de titane Ti-6Al-7Nb. Les propriétés tribologiques d’usure par glissement sont évaluées à l’aide d’un tribomètre TriboTechnic muni du logiciel tribotester, en accord avec les standards ASTM G 133–95, ISO 7148-1:2012 et ASTMG 99, en présence d’un milieu physiologique (solution de Hank) à une température de 28 à 30 °C. La bille en alumine (Al2O3) a été choisie comme antagoniste. Trois vitesses (1, 6 et 15 mm.s−1) et quatre forces normales (2,4,6 et 10 N) ont été appliquées. Après chaque essai de frottement, l’état de surface a été analysé par un microscope électronique à balayage. Le coefficient de frottement et le volume d’usure étaient plus faibles dans les échantillons testés à une force appliquée de 2 N sous une vitesse de 1 mm.s−1 (0,12 et 0,33) et (0,07 × 107 et 0,09 × 107 μm3) pour l’acier AISI 316L et le Ti-6Al-7Nb, respectivement. Les valeurs du coefficient de frottement obtenues respectent les normes imposées par le domaine du biomédical notamment au niveau de l’état de surface articulaire des prothèses de hanche.