Influence de la teneur en protéines de solutions physiologiques sur le comportement électrochimique du Ti-6Al-4V : reproductibilité et représentation temps-fréquence

Influence of proteins from physiological solutions on the electrochemical behaviour of the Ti-6Al-4V alloy: reproducibility and time-frequency dependence

École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne (ENSM-SE), Centre Ingénierie Santé, Département B2M, UMR CNRS PECM 5146, IFR 143, 158 cours Fauriel, 42023 Saint-Étienne, France
e-mail : geringer@emse.fr ; navarro@emse.fr ; forest@emse.fr

Reçu : 11 Mai 2010
Accepté : 17 Mai 2010

Résumé

Le comportement électrochimique des alliages métalliques biomédicaux, notamment dans le domaine des implants orthopédiques, pose encore de nombreuses questions. Ce travail propose d’étudier l’alliage de titane Ti-6Al-4V, par spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE), dans différents milieux physiologiques : solution de Ringer, solution à base d’un tampon phosphate (PBS), solution PBS avec de l’albumine, solution PBS avec du sérum bovin et une solution PBS avec du sérum bovin et un antioxydant (azoture de sodium). De plus, une solution d’eau ultra-pure servira de référence. La reproductibilité des tests a été étudiée. Les représentations temps-fréquence des modules ont mis en évidence que l’eau désionisée est la solution qui présente le caractère le plus protecteur pour le Ti-6Al-4V. Cet alliage de titane est le moins protégé dans la solution de PBS contenant de l’albumine. Cette représentation permet de mettre en évidence des signatures graphiques d’adsorption des espèces inorganiques et organiques (différences entre les moyennes des modules dans les solutions étudiées et la moyenne des modules dans la solution de référence).

Abstract

The electrochemical behaviour of the biomedical and metallic alloys, especially in the orthopaedic implants fields, raises many questions. This study is dedicated for studying the Ti-6Al-4V alloy, by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), in various physiological media: Ringer solution, phosphate buffered solution (PBS), PBS solution and albumin, PBS solution with calf serum and PBS solution with calf serum and an antioxidant (sodium azide). Moreover, the desionised water was considered as the reference solution. The tests reproductibility was investigated. The time-frequency-Module graphs highlighted that the desionised water is the most protective for the Ti-6Al-4V alloy. This biomedical alloy is the less protected in the solution constituted by PBS and albumin. The time-frequency graph allows pointing out the graphic signatures of adsorption for organic and inorganic species (differences between the modules means in studied solution and the modules mean in the reference solution).