Biomatériaux

7/25/2019 Biomatériaux

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Gohard Inès - Louis Clai re - Vervoort Lucil e - Devi ll ers Virgin ie - Lecru Six tine - Nemitz Valenti ne - Hoquet Mar ine

CAHIER DES CHARGES EN PROTHESE CONJOINTE

Introduction

En chirurgie dentaire, les prothèses sont utilisées dans le but de restaurer les différentes fonctions del’appareil manducateur. Pour ce faire, différents types de prothèses existent en fonction notamment de la position de la dent à restaurer, du coût, des matériaux utilisés, etc (alliages métalliques, matériaux minérauxcomme la céramique, matériaux organo-minéraux comme les composites).

La prothèse conjointe, appelée aussi prothèse fixée, a des appuis dentaire fixés aux dents restantes,elle est scellée sur les points d’appui (exemple de prothèse fixée : couronnes, inlay/onlay, bridges, facettes).En travaillant dans la bouche du patient, les matériaux utilisés doivent être des biomatériaux, c'est-à-dire, desmatériaux non vivants utilisés à des fins thérapeutiques et appelés à interagir avec les systèmes biologiques.

On se propose de vous exposer les différentes propriétés requises pour ces biomatériaux.

Pour mieux comprendre le cour s, voici quelques défini tions :

T raction : Aptitude à la déformation d’un matériau soumis à un effort progressifTénacité : Résistances opposées aux déformationsDuctilité : Capacité de se déformer sans se rompre

Dureté : Résistance à la pénétrationRésilience : Travail nécessaire pour rompre sous l’effet d’un choc

Fluage : Déformation en fonction du temps sous charge constante et à température élevée.Di latation thermique est l'expansion à pression constante du volume d'un corps occasionné par sonréchauffement, généralement imperceptible.

I) Matériaux métalliques

A) Le titane

Les propriétés mécaniques :- résistance mécanique importante- bonne ductilité- un des matériaux les plus biocompatibles- résistance très élevée à la corrosion- module élasticité bas

- résistance à la rupture : résultats voisins pour l’alliage de titane et le CoCr.

Les propriétés chimiques :- Conductibilité thermique : mauvaise.- Extrêmement oxydable, c'est à dire qu'un film protecteur d'oxyde recouvre le titane ce qui le rend résistant à

la corrosion. Cependant, des dentifrice et des bains de bouche contenants du fluor peuvent provoquer leurcorrosion.

- La dilatation thermique du titane est relativement basse par rapport aux autres matériaux. Ex : Or >Dentine > Email > Titane.

Durée du matériau :Les alliages en titane sont de plus en plus utilisés en prothèse conjointe car ils ont une dureté comparable a

celle des alliages précieux mais inférieur à celle des alliages non précieux. La tenue due à la corrosion est

très satisfaisante cependant la présence du fluorure en milieu acide diminue cette résistance. Ils ont donc une

longévité assez satisfaisante.

Biocompatibilité : De part sa grande résistance à la corrosion, le titane est l’un des matériaux les



plus biocompatibles et l’un des rares métaux à l'être. Sa biocompatibilité se traduit

par sa bonne intégration dans les tissus qui permet un contact intime entre l’os et

l’implant : on parle d’ostéo-intégration. C’est le matériau de référence pour les

implants endo‐ osseux et la prothèse. Cependant la recherche avance sur l’utilisation de la

céramique zircone pour les implants mais il n’y a pas encore de résultats valables.

B) Les métaux précieux : Or

Les propriétés mécaniques :Inerte chimiquement, il augmente la résistance à la corrosion. Il confère à l'alliage sa

ductilité et augmente la densité. Il élève la température de fusion. Il se combine avec le

cuivre, lors du traitement thermique pour durcir l'alliage. Il donne à l'alliage la couleur

jaune

Les propriétés chimiques : - Conductibilité thermique : Elle est 500 fois supérieure à celle de la dentine et 250 fois à celle de l'émail.Ces valeurs élevées peuvent donc provoquer des sensibilités sur des dents pulpées restaurées par un inlay ouune couronne lors des variations thermiques importantes (ex : boissons chaudes ou froides).

- Coefficient de dilatation thermique : il est élevé pour l'or ce qui évite les fractures.

Coût : Son coût est élevé et cela restreint donc son utilisation

La durée :Les avantages des alliages précieux sont nombreux, en particulier sur le plan biologiqueet la résistance à la corrosion. De plus, ils ont une très bonne bio compatibilité ce qui permet la longévité dela prothèse.

Biocompatibilité :L'or fut le matériau le plus utilisé autrefois. En Effet, il détenait une stabilité

incomparable à d'autres matériaux en bouche. Il présente le risque le plus faible de réactionsd'hypersensibilité pour les personnes allergiques par exemple.

C) Les métaux non précieux : NiCr, CoCr

Les propriétés mécaniques :

Technique CCM Limite élastique(Mpa)

Limite derupture (Mpa)

Moduled'élasticité(Gpa)

Allongement(%)

Dureté (Vickers)

Ni-Cr 255-730 400000 150-210 8-20 210-380Co-Cr-Mo 460-640 520-820 145-220 6-15 330-465

Source : Support de cours de l'université médicale virtuelle francophone

Les propriétés chimiques :- Le nickel résiste bien à la corrosion

Durée : On distingue deux types d'alliages non précieux : les alliages à base de nickel et de chrome,utilisés en prothèse conjointe unitaire ou plurale et les alliages à base de cobalt et de chrome qui sont utilisés pour les couronnes céramo-métalliques ou entièrement en métal. Les alliages en chrome-cobalt possèdent une excellente rigidité et une bonne tolérance allergique ce qui leur

permet d'assurer la longévité de la prothèse conjointe. Les alliages en nickel chrome posent des problèmesd'allergies mais si la concentration en Chrome est > 20%, on peut les considérer comme stable en milieu buccal tout comme le chrome-cobalt.



Coût : Ces matériaux ont un faible coût ce qui favorise leur utilisation.

Biocompatibilité :Le Nickel : Métal peu biocompatible et interdit le plus souvent, du fait de son caractère allergisantmais aussi cancérogène. Le Cobalt : Détient une excellente rigidité sous faible épaisseur et une bonne tolérance biologique. C'est ainsi

que son usage s'est étendu en prothèse fixée entièrement métallique ou céramo-métallique, se substituantainsi aux alliages nickel-chrome, mis en cause en raison de la toxicité e t des risques d’allergies liés àl’utilisation du nickel qu'on ne retrouve pas dans le Cobalt.

Esthétique : Les matériaux métalliques n'ont pas une bonne esthétique en général puisqu'ils n'ont jamais la couleur de la dent. C'est donc à proscrire pour le secteur antérieur.

II) Les matériaux céramiques

Les propriétés mécaniques : - Les céramiques ont une faible ténacité c'est à dire qu’elle a une propagation à la fissure

importante ! En effet, une haute ténacité permet une pérennité de la prothèse dans le temps. Pour lutter contre cette faible ténacité qui est un inconvénient majeur des céramiques, il a fallu les renforcer par un support rigide indéformable : Céramo-céramique / métallo-céramique

- Les céramiques sont des matériaux fragiles - Les céramiques sont plus dures que l’émail - La rupture des céramiques étant souvent initiée par extension brutale d’un défaut interne

(porosité) ou de surface, la conception et la finition d’une céramique doit donc être parfaite pour assurer sa pérennité. Un polissage minutieux s’impose après chaque retouche.

- Les céramiques dentaires sont peu résistantes en traction et flexion et très résistantes encompression

Les propriétés chimiques : - Thermiques : Les céramiques sont des isolants thermiques. Leur coefficient de dilatation thermique est

adaptable en fonction de leur utilisation en modifiant la teneur en K2O du verre. - Électriques : Le déplacement des charges électriques ne pouvant se produire que par diffusion ionique, les

céramiques sont des isolants électriques. - Coefficient de dilatation thermique : Il est faible et on cherche à l'augmenter pour éviter les fractures

Coût :- couronne céramique : entre 600 et 1500 euros- onlay céramique : entre 400 et 800 euros

- facettes céramiques : entre 600 et 1100 euros

Durée de la prothèse :- L'amélioration de leurs propriétés physiques depuis les années 1980 tendent à les faire devenir de plus

en plus résistants donc d'améliorer leur longévité.

Biocompatibilité : - Du fait de son inertie chimique et physique, elle ne provoque pas de réaction

biologique ou d’allergie, et de part son comportement non magnétique, elle ne perturbe pas les examens scanner et IRM. Dans la bouche cela se traduit notamment

par une gencive qui ne présentera pas d’inflammation réactionnelle ou de taches

noires autour de la prothèse (contrairement à une prothèse en métal). La céramique

retiendra également moins la plaque dentaire que le métal ou la dent naturelle.

Esthétique : - Ses propriétés optiques en font un remarquable matériau qui simule la dent

naturelle. Elle peut être teintée dans la masse ou en surface pour imiter les



particularités propres aux dents de chaque patient. C’est souvent le matériau de référence

dans les cabinet s pour la fabrication d’inlays/onlays, de couronnes et de facettes.

III) Les résines composites

Les résines composites sont utilisées en prothèse conjointe pour réaliser des couronnes provisoires, elle sontdonc limitées dans le temps (maximum 3 mois).

Les propriétés mécaniques :

- Résistance àla f lexion : Dans les régions postérieures, les composites doivent être les plus résistants possibles pour supporter les forces masticatoires. Dans ces zones, il est indispensable d’utiliser un matériauayant une résistance à la flexion élevée. Elle varie fortement entre les différentes familles de composites et ausein d’une même famille.Hybrides (viscosité moyenne ou compactable) > autres composites- Résistance àla tract ion : Étant donné le comportement fragile des résines composites, c’est un test detraction indirecte qui est réaliséHybrides (viscosité moyenne ou compactable) ≥ Macrochargés > Amalgame > Microchargés, composites

fluides- Dureté : Microchargés, Fluides < autres composites < Dentine < Email- Usure : L’usure a longtemps été considérée comme le point faible de ces matériaux. Elle a été améliorée

par des progrès dans la composition et la technologie des charges, plus nombreuses et plus petites. Source : Support de cours de l'université médicale virtuelle francophone

Les propriétés chimiques : - coefficient de dilatation thermique : Il est deux à quatre fois plus grand que celui des tissus dentaires c'est pourquoi des contraintes peuvent apparaître à interface matériau – dent lors des changements de température - conductibilité thermique : Elle est proche de celle de l'émail et de la dentine = faibles contraintes

Coût : Le coût est variable (environ 100€).

Durée : Court à moyen terme

Biocompatibilité :La toxicité des résines composites est indirecte, elle est surtout liée à la perted’étanchéité qui se produit dans le temps et à leur tolérance parodontale (gencive, os alvéolaire etcément) moyenne. Enfin, les résines composites sont plus sensibles aux reprises carieuses que lesamalgames. Ils nécessitent pour cela une surveillance étroite.

Esthétique : Les résines composites sont esthétiques mais il ne faut surtout pas les garder troplongtemps, car la résine devient poreuse et les microbes passent au travers la couronne dentaire.

Conclusion

Après avoir vu toutes les propriétés nécessaires à la réalisation de la prothèse « idéale », nous

pouvons dire qu’aucune prothèse ne remplit la totalité des fonctions permettant l’obtention de la prothèse

idéale. Chaque matériau à ses avantages et ses inconvénients. La prothèse idéale n’existant pas, on met en

application la prothèse la mieux adaptée à chaque cas.

Cependant, la majorité des propriétés font ressortir un matériau qui est la céramique.Dans le futur, l’idéal sera de trouver un matériau pouvant à répondre à la totalité de ces pro priétés.

Sources :



- http://thesesante.ups-tlse.fr/117/1/2013TOU33030.pdf

- > Thèse de Chotard Karine : Critères de chois des matériaux à utiliser dans le cadre d'une réhabilitation conjointe

http://thesesante.ups-tlse.fr/117/1/2013TOU33030.pdf




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