L’Utilisation de L’Alliage CoCrMo En Biomécanique (cas de prothèse discal)

Les paramètres pour la production de la métallurgie des poudres classique d'un alliage CoCrMo pour les prothèses orthopédiques sont déterminés. Avec l'application de ces paramètres, un alliage ayant une densité à l’état brute, une faible porosité après frittage, la dureté considérable et comportement passif avec une résistance de frottement imporante

Wear Debris in Prothesis for Biomaterials

La technique des remplacements des joints synovial endommagés ou malades représente l’une des plus grandes avancées dans la chirurgie orthopédique du vingtième siècle. Ces remplacements concernent l'épaule, la cheville, le coude, le genou, et la hanche qui occupe une place particulière dans les interventions chirurgicales. Actuellement plusieurs milliers de prothèses de hanche sont remplacées par année et tous les implants se composent d'un ensemble représenté par une cupule couplée avec un cotyle dur, en métal ou en céramique, et un polymère plus mou. Depuis les années 60, le polymère à haute densité (PEHD) domine les applications concernant les surfaces d'appui utilisées dans la chirurgie orthopédique. Cependant la genèse des débris d’usure du PEHD au niveau des surfaces d’appui reste un sérieux problème pour les patients portant les implants de longue durée. Le volume et la morphologie des particules d'usure sont importants pour la détermination de la réponse du corps aux débris et aux effets entraînant le blocage de la mobilité. Cet article présente un examen des types de particules les plus fréquents trouvés dans les biopsies des tissus arrachés des prothèses. En effet, la taille et la quantité de ces des débris sont des facteurs très importants pour une meilleure compréhension des processus d'utilisation dans les joints artificiels. Des particules réelles sont également décrites en cet article.Mots-clés: Débris d’usure, joints artificiels, méthodologie de séparation.Abstract :The total replacement of damaged or diseased synovial joints represents one of the greatest advances in orthopaedic surgery of the 20th century. Whereas replacements are available for the shoulder, ankle, elbow, knee, hip accounts particularly for the most surgical interventions. Currently in the world several thousand hip joints per year are replaced and all the implants consist of a sliding pair represented by a hard counterface, either metal or ceramic, and a softer polymer. Since the early of 1960’s, Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) became the dominant polymer for bearing surfaces in orthopaedic surgery. However, generation of UHMPWE wear debris from bearing surfaces in patients still the major problem for the long term implants. Both volume and morphology of the wear particles are important to determine the response of the body to debris and subsequent effects on secure fixing. This paper presents a review of the type of particles which are the most frequently, found in biopsies of tissues from explanted prostheses. Indeed, the size and the amount of these debris are very important factors for a better understanding of wear processes in artificial joints. Real wear particles are also described in this paper

Характеристики тонких плівок оксиду олова, отриманних методом центрифугування, для оптоелектронних застосувань

Золь-гелеву техніку застосовували для отримання тонких плівок чистого оксиду олова (SnO2). Плівки вирощували при кімнатній температурі на чистих скляних підкладках методом центрифугування. Дигідрат хлористого олова (II) використовували як вихідний матеріал, а 2-пропанол – як розчинник. Молярність олова зберігалася [Sn2+] = 0.3 M. На мікрофотографіях SEM опрацьованих плівок видно, що вони складаються із дуже дрібнозернистих частинок. XRD аналіз виявляє, що всі відпалені плівки складаються з однофазного SnO2, дифрактограми вказують на наявність піків (100), (101), (211), що відповідають тетрагональній фазі без будь-яких вторинних фаз. Зображення скануючої електронної мікроскопії та атомно-силової мікроскопії показують еволюцію різних поверхневих морфологій; усі плівки мають однорідну та рівномірну морфологію поверхні. Просвічуюча електронна мікроскопія підтверджує, що підготовлені плівки є нанокристалічними. Крім того, досліджується вплив багатошарового покриття на оптоелектронні властивості тонких плівок SnO2. У видимій області пропускна здатність перевищує 85 %. Питомий опір тонких плівок SnO2 значно зменшується з товщиною. Орієнтовне максимальне значення провідності становить 2.72 (Ω.см) – 1.Sol-gel technique was operated to obtain pure tin oxide (SnO2) thin films. The films were grown at room temperature on clean glass substrates by a spin coating method. Tin (II) chloride dehydrate was used as a starting material, and 2-propanol was used as the solvent. Tin molarity was kept [Sn2+] = 0.3 M. The SEM micrographs of the elaborated films show that they are composed of very fine-grained microstructure of SnO2. XRD analysis reveals that all annealed films consist of single phase SnO2, the diffractograms indicate the presence of (100), (101), (211) peaks corresponding to the tetragonal phase without any secondary phases. The scanning electron microscopy and the atomic force microscopy images show the evolution of the different surface morphologies; all films have homogeneous and uniform surface morphology. The transmission electron microscopy measurements confirm that the prepared films are nanocrystalline. Furthermore, the influence of multiple coating on the optoelectronic properties of SnO2 thin films is examined. In the visible region, the transmittance is greater than 85 %. The resistivity of SnO2 thin films decreases significantly with the thickness. The estimated maximum value of conductivity is 2.72 (Ω.cm) – 1

Природна MHD конвекція нанофлюїду Fe3O4-вода в кубічній порожнині

Чисельно досліджено вплив трьох основних напрямків однорідного зовнішнього магнітного поля на вільну конвекцію в диференційовано нагрітій і заповненій нанофлюїдом Fe3O4-H2O кубічної порожнини. Для дискретизації системи диференціальних рівнянь у частинних похідних, що керують МГД-явищем, обрано метод скінченного об’єму, а числову роздільну здатність виконано за допомогою програмного забезпечення Ansys-Fluent 14.5. У цій роботі задачу досліджували для чистої води (∅=0), потім для води з додаванням малих часток наночастинок (∅=1%, 2%, 3% і 4%). Вплив трьох основних напрямків магнітного поля, числа Гартмана ( = 0, 5, 10, 15 і 20)) і числа Релея ( = 103 , 104 , 105 і 106 ), на термогідродинамічну поведінку нанофлюїдів. Теплопровідність і динамічна в'язкість визначаються кореляціями, спеціально розробленими для нанофлюїду Fe3O4-H2O з попередніх експериментальних робіт. Результати цього чисельного моделювання показують, що чим більше збільшується значення числа Релея, тим сильнішим стає нахил зменшення числа Нуссельта зі збільшенням інтенсивності магнітного поля. Горизонтальне застосування магнітного поля, тобто паралельне градієнту температури, зменшує передачу тепла більше, ніж два інших напрямки. У другому положенні найбільше зменшення швидкості конвективного теплообміну фіксується при вертикальному напрямку магнітного поля, тобто в напрямку сили тяжіння.The effect of the three main directions of a uniform external magnetic field on the free convection in a cubic cavity differentially heated and filled with the Fe3O4-H2O nanofluid is numerically studied. The finite volume method is chosen for the discretization of the system of partial differential equations governing the MHD phenomenon and the numerical resolution is made using the Ansys-Fluent 14.5 software. In this work, the problem was studied for pure water (∅ = 0), then for water with the addition of small proportions of nanoparticles (∅ = 1%, 2%, 3% and 4%). The effect of the three main magnetic field directions, the Hartmann number ( = 0, 5, 10, 15 and 20) and the Rayleigh number ( = 103 , 104 , 105 and 106 ), on the thermo-hydrodynamic nanofluid behavior is examined. The thermal conductivity and the dynamic viscosity are determined by correlations specifically elaborated for Fe3O4-H2O nanofluid from anterior experimental works. Results of this numerical simulation show that, the more the value of Rayleigh number increases, the more the slope of the decrease of the Nusselt number with the increase of the intensity of the magnetic field becomes stronger. The horizontal application of the magnetic field, i.e. parallel to the temperature gradient, reduces the heat transfer more than the other two directions. In the second position, the greatest decrease in the rate of convective heat transfer is recorded when the direction of the magnetic field is vertical, i.e. in the direction of gravity

Fatigue in sisal fiber reinforced polyester composites:Hysteresis and energy dissipation

AbstractNatural fibre reinforced polymer biocomposites (NFPBCs) constitute an important branch in the field of green composite materials. The work describes the fatigue behaviour of polyester biocomposites reinforced with natural sisal fibres and stacked as cross laminates with [0/90]s sequence Three-point bending static and cyclic tests have been used to investigate the fatigue behaviour of these particular bio-reinforced composites. The cyclic tests have been carried out at 1.5Hz of frequency using a sinusoidal waveform and loading levels varying between rd = 0.55 to 0.95 and the curves of stiffness degradation (F/F0) has been plotted. Failure is reached after the first few cycles for high loading levels, whereas for low values of rd (0.55) fracture is only partial, even after reaching one million of cycles

Теоретичне дослідження щодо вдосконалення сонячних елементів на основі CIGS

Оскільки потреба в енергії продовжує зростати, необхідність в різних її джерелах є очевидною. Поновлювані джерела енергії забезпечують стійку та екологічно чисту енергію, яка може бути альтернативою традиційній енергії. Сонячні елементи – це поширена форма відновлюваної енергії. Для виробництва тонкоплівкових сонячних елементів було розроблено багато матеріалів. Сонячний елемент на основі Cu(In, Ga)Se2 (CIGS) вважається одним з найбільш перспективних тонкоплівкових сонячних елементів завдяки безлічі привабливих особливостей. У роботі представлено чисельне моделювання тонкоплівкових сонячних елементів CIGS за допомогою двовимірного імітаційного пристрою під назвою SilvacoAtlas. Було вивчено кілька структур сонячних елементів CIGS, використовуючи CdS як буферний шар. У роботі ми спочатку досліджуємо сонячний елемент CIGS на основі буферного шару CdS. Результати моделювання порівнюються з результатами попередніх пов'язаних експериментальних та теоретичних досліджень. Крім того, фотоелектричні параметри добре узгоджуються з експериментальними, що підтверджує нашу імітаційну модель. По-друге, ми розглядаємо сонячний елемент CIGS на основі ZnS як буферного шару з метою підвищення ефективності перетворення енергії сонячних елементів CIGS. Тому фотоелектричні параметри конструкції сонячних елементів CdS-CIGS порівнюються з параметрами конструкції сонячних елементів ZnS-CIGS, що демонструє значне підвищення ефективності при буферному шарі ZnS. Зокрема, ефективність збільшується з 22,92 % до 24,4 %. Крім того, для проектування сонячних елементів ZnS-CIGS застосовується процес оптимізації, що дає ефективність 25,1 %. Запропонована конструкція сонячних елементів CIGS може значно підвищити продуктивність сонячних елементів. Таким чином, ZnS можна розглядати як перспективний альтернативний буферний шар для підвищення ефективності тонкоплівкових сонячних елементів CIGS.As the energy demand continues to increase, the need for various energy sources is evident. The renewable energy sources provide sustainable and environmentally friendly energy, which can be alternative to traditional energy. Solar cells are the widespread forms of renewable energy. Many materials have been developed to produce thin-film solar cells. The Cu(In, Ga)Se2 (CIGS)-based solar cell is considered as one of the most promising thin-film solar cells due to its many attractive features. In this paper, numerical simulations of thin-film CIGS solar cells using two-dimensional device simulator called Silvaco-Atlas are presented. Several studies of CIGS solar cell structures have been examined by employing CdS as a buffer layer. In this scenario, we first investigate CIGS solar cell based on CdS as a buffer layer. The simulation results are compared with those of previous related experimental and theoretical studies. In addition, the photovoltaic parameters are in good agreement with the experimental ones, which validate our simulation model. Secondly, we examine CIGS solar cell based on ZnS as a buffer layer in order to enhance the power conversion efficiency of CIGS solar cells. Therefore, the photovoltaic parameters of CdS-CIGS solar cell design are compared with those of ZnS-CIGS solar cell design showing a significant improvement of efficiency by including ZnS buffer layer. In particular, the efficiency increases from 22.92 % to 24.4 %. Moreover, an optimization process is applied to ZnS-CIGS solar cell design, which gives an efficiency of 25.1 %. The proposed CIGS solar cell design may significantly enhance the solar cell performances. Thus, ZnS can be considered as a promising alternative buffer layer for improving thin-film CIGS solar cell efficiency

Etude comparative entre deux modèles de prothèses totale de genou

Le genou humain est une articulation complexe (la plus grosse articulation du corps humain). Durant les différentes activités quotidiennes, cette articulation est exposée à des chargements et des mouvements importants, pouvant dans certain cas dépasser la limite des capacités mécaniques de ses composantes, ce qui montre bien que les  pathologies sont assez nombreuses au niveau du genou humain et le traitement nécessite parfois une intervention chirurgicale soit pour réparer soit pour implanter (implanter des prothèses totale de genou). Cette étude comporte la modélisation des prothèses en trois dimensions, la première le plateau tibial (l'insert) fixée avec l'embase tibiale (prothèse de genou à plateau fixe)  et  la deuxième le plateau tibial (l'insert) mobil avec le l'embase tibiale aux centre de rotation (prothèse de genou à plateaux mobile)   . Les résultats obtenus nous ont permis essentiellement d’analyser la répartition des contraintes en comparant les niveaux de contraintes pour les différents cas analysés.Les résultats de contraints de Von Mises montre bien que les prothèses de genou à plateaux mobile sont  plus performants par rapport aux prothèses de genou à plateau fixe.  Mots clés : Prothèse de genou, comportement mécanique, modélisation, mouvemen

Study of the stress proteins secreted by Leishmania donovani after treatment with edelfosine, mitelfosine and ilmofosine, and morphological alterations analyzed by electronic microscopy

We studied the stress proteins induced in protozoa Leishmania donovani after treatment with edelfosine, miltefosine and ilmofosine. We studied the morphological and structural modifications caused in the promastigote forms of the parasite after treatment with the three alkyl-lysophospholipids (ALPs). A resistant strain of L. donovani to miltefosine was obtained and the morphological modifications were observed. The stress proteins induction was studied in promastigote forms and also in amastigote-like forms obtained in vitro. The proteins synthesized with the three alkyl-lysophospholipids were compared to those obtained by heat shock. The axenic amastigote forms synthesized a pattern of different proteins for those observed in the promastigote forms. The morphological alterations were observed under electronic microscopy. The membrane and mitochondria were the organs most affected by the three ALPs. We noted an apparition of vacuoles and vesicles in the treated promastigotes. In the resistant strain, we noted myelin bodies in the treated and untreated parasites