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BOHLANDT Groupe A1 Amélie 1 Initiation à la recherche : TD n°2 Question 1 (2 po

BOHLANDT Groupe A1 Amélie 1 Initiation à la recherche : TD n°2 Question 1 (2 points) : Quel est le but de cet article ? Le but de cette étude est de comparer les propriétés physiques et les effets biologiques des biomatériaux (utilisés en dentisterie) découpés à la machine (soit usinés) et des biomatériaux imprimés en 3D après avoir optimisé les conditions 3D (par un sablage). Question 2 (2 points) : - Quel est le matériau de base utilisé pour produire le composant testé ? Le matériau de base pour produire le composant testé est le Titane. - Sous quelle forme ce matériaux de base est-il utilisé ? Celui-ci est utilisé sous la forme Ti-6Al-4V. Question 3 (2 points) : Quel est le principal paramètre dont l’influence est étudiée ? Le principal paramètre dont l’influence est étudiée est l’espacement laser (Tableau 1 et Figure 2). Question 4 (2 points) : Avec quelle méthode les propriétés mécaniques du matériau préparé sont-elles caractérisées ? Les propriétés mécaniques du matériau préparé sont caractérisées par la fractographie en réalisant un test de résistance à la flexion selon les différents espacements lasers. L’analyse fractographique permet de déterminer le point de départ possible d’une fracture. Question 5 (2 points) : Avec quelles méthodes les propriétés de surface du matériau préparé sont-elles caractérisées ? Les propriétés de surface du matériau préparé sont caractérisées par : - La mesure de l’hydrophilie en mesurant l’angle de contact de l’échantillon et de l’eau distillée ; - L’étude de la morphologie, de l’état de surface, de la hauteur moyenne des rugosités de surface par la microscopie électronique à balayage. Question 6 (2 points) : - Quels types de cellules sont testées ? Les cellules testées sont les cellules mésenchymateuses humaines (hMSCs, PCS-500- 012) et les fibroblastes dermiques humains (hDF, PH10605AK). BOHLANDT Groupe A1 Amélie 2 - Quelles sont les évaluations biologiques effectuées ? Les évaluations biologiques effectuées sont : - La capacité d’adhésion cellulaire en observant la présence de vinculine grâce à la fluorescence ; - La différenciation cellulaire en recherchant l’expression de gènes d’ostéocalcine et d’ostéopontine dans le but de déterminer la réponse ostéogénique lors d’un contact des cellules cultivées avec le biomatériau testé. Question 7 (2 points) : Quels sont les principaux résultats obtenus ? Avec l’impression 3D, l’échantillon présente des particules sphériques irrégulières, non frittées. L’échantillon ayant subi une impression 3D, avec un traitement de surface (sablage) a ses particules sphériques non frittées éliminées : il a un aspect de surface plus lisse (Figure 2). De plus, la rugosité de surface est 3 à 14 plus élevée que les échantillons ayant subis d’autres traitement (polissage). Le nombre de porosités de surface augmente avec l’espacement laser (Figure 2). Aussi, le nombre de particules non frittés détectés lors de l'analyse au MEB augmente à mesure que l'espacement des lasers augmente. Cela influence la résistance à la flexion et le module d’élasticité : en effet avec un espacement de 70 ou 90 micromètre, des crack, des défauts et des fissures ont été observés (Figure 3). La force mécanique et le module d’élasticité diminuent lorsque l'espacement des lasers augmente. L'angle de contact diminue pour l'échantillon imprimé en 3D après le sablage (donc optimisé) ou par polissage. La mouillabilité est donc augmentée avec l’impression 3D optimisée (Figure 5). L'expression des gènes ostéogénique dans les conditions d’impression 3D et de sablage est supérieure par rapport à ceux du témoin. L’expression d’adhésion cellulaire (due à la présence de vinculine) a une expression similaire sur l’impression 3D et sablé qu’à la découpe a la machine (Figure 7). Donc l'espacement des lasers pendant l'impression 3D par DLMS affecte le nombre de rugosités, leur état de surface et les propriétés mécaniques. Un post-traitement de surface optimisé par sablage a amélioré l'hydrophilie grâce à une diminution de la rugosité de surface. Les échantillons optimisés et avec la DMLS ont des propriétés biologiques similaires à celles de leurs homologues découpés à la machine ou usinés, ce qui suggère l'utilité potentielle de l'impression 3D pour les applications dentaires. Question 8 (6 points) : Proposez un résumé, en anglais, en 200 mots ( 10 %) de cet article This paper focuses on the physical and biological properties of biomaterials used in dentistry. The aim of this study is thus to compare the above properties on machine-cut and BOHLANDT Groupe A1 Amélie 3 3D printed biomaterials after having optimized the 3D conditions (by sandblasting) (Question 1). To carry out the experiment, the basic chosen biomaterial is titanium, which was used in the form of Ti-6Al-4V and prepared either by 3D printing with optimization by sandblasting or prepared by machine cutting (Question 2). Different physical properties of the tested samples were studied such as laser spacing, flexural strength with the fractography, hydrophilicity, morphology of the samples, surface condition, average height of surface roughness by SEM (Questions 3,4,5). These biomaterials were brought into contact with human mesenchymal cells and fibroblasts to study their cell adhesion capacity and cell differentiation (Question 6). The results show that laser spacing during 3D DMLS printing has a major role on surface finish and mechanical properties (such as flexural strength). An optimization of the DMLS by sandblasting in post-processing improves hydrophilicity due to the reduction of surface roughness (Question 7). However, the biological properties are equivalent between 3D printing and machine cutting: the expression of genes favourable to osteogenesis and cell adhesion is enhanced (Question 7). To conclude, the preparation of biomaterials with DMLS technology and surface optimization can be useful for dental applications (implants, etc). uploads/s3/ lecture-analytique-d-x27-un-article-scientifique.pdf