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Alliages et supports prothétiques pour la céramique en prothèse fixée

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DELOGE Bastien

ALLIAGES ET SUPPORTS

PROTHETIQUES POUR

LA CERAMIQUE EN

PROTHESE FIXEE

Mémoire présenté auBrevet Technique des Métiers

Lille2008



Alliages et supports prothétiques pour la céramique en prothèse fixéeBastien DELOGE

BTM 2008

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DELOGE Bastien


PROTHETIQUES POUR

LA CERAMIQUE EN

PROTHESE FIXEE

Mémoire présenté auBrevet Technique des Métiers

Lille2008




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Remerciements

Au Chirurgien-dentiste et ami, Jean-Marcel Ghienne, pour m’avoir fait découvrir cemétier qui me plait tant, ses conseils et l’expérience qu’il m’a apportés, son apport dedocumentation pour la rédaction de ce mémoire. Merci Grand !

A mon employeur, Mr Olivier Cordelette, pour ces 4 années d’apprentissage, lesméthodes de travail qu’il m’a inculqué, son savoir-faire et expérience partagés.

A mes professeurs, Mr Bielsky et Mr Carton, pour leurs conseils avisés et la"gestion du temps", au long de ces 2 années d’apprentissage en BTM, nécessaire à larédaction de ce mémoire.

A mon professeur de pratique, Mr Richard Bacquié, pour le respect de la pratique etla méthodologie qu’il nous a enseignés, et pour les documents précieux qu’il m’a fourni,très utiles et intéressants.

Au représentant de la société PXDental, Mr Dominique Detrez, pour les documentsqu’il m’a fourni, et désolé pour la clée volée ! Un grand merci !

A tous les autres représentants, des sociétés Flamarc, Metalor, Bredent, Komet …pour les brochures et divers documents qui m’ont aidé dans la rédaction de ce mémoire.

A mes parents, pour l’éducation qu’ils nous ont inculquée, le respect et la valeurdes choses, et pour tous les moyens qu’ils ont mis en œuvre pour en arriver là ou nous

sommes. Je vous aime !

A tous mes jussiés et particulièrement ceux qui m’ont apporté quelque chose pourla réalisation de ce mémoire, Anne et Manu, Flo, Jak, Geo, Pin’s, Elodie, mais aussi à tousles autres, Stef, Max, Xav Pierre, Nicolas et Agnès … pour tout, parce que vous … c’estVOUS !




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PROTHETIQUES POUR

LA CERAMIQUE EN

PROTHESE FIXEE




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SOMMAIRE

INTRODUCTION ............................................................................. 9

I LES ALLIAGES ............................................................................ 11

A Généralités ............................................................................. 121°/ De l'atome au métal .............................................................................. 12

2°/ Comportements mécaniques ................................................................ 14

a ) Déformations élastiques .................................................................. 15

b ) Déformations plastiques ................................................................. 15

c ) Ruptures ..................................................................................... 15

La rupture ductile ........................................................ ....................................................... 16

La rupture fragile ................................................................................................ ............... 16

La rupture par fatigue ...................................................................................................... 16

La rupture par fluage ........................................................... ............................................. 16

La rupture par corrosion sous tension ................................................................. ...... 17

3°/ Propriétés des métaux ......................................................................... 17

a ) Propriétés physiques ..................................................................... 17

Limite d'élasticité ........................................................ ....................................................... 17

La résistance à la traction ............................................................................... ............... 18

La conductibilité

........................................................................................................... ...... 18

La coulabilité ....................................................... ........................................................... ...... 18

La densité .................................................................................................... ......................... 19

La ductilité ........................................................... ........................................................... ...... 19

La dureté .................................................... ........................................................... ................ 19

Allongement à la rupture ................................................... ............................................. 20

La striction ......................................................................................... ................................... 20

Compatibilité Céramique Métal ....................................... ............................................. 20

• La dilatation thermique................................................................................ 20• L'adhésion céramique métal......................................................................... 20

b ) Propriétés chimiques ...................................................................... 21

Corrosions ............................................................ ........................................................... ...... 21

• Les facteurs de la corrosion.......................................................................... 22

• La corrosion intergranulaire ......................................................................... 23

• La corrosion par piqures .............................................................................. 23

• La corrosion galvanique ............................................................................... 23

• La corrosion caverneuse .............................................................................. 23




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• Corrosion par frottement.............................................................................. 24

• Précautions de lutte contre la corrosion......................................................... 24

Biocompatibilité ......................................................................................... ......................... 25

• Toxicité systémique..................................................................................... 25

• Toxicité locale ............................................................................................. 26

• Toxicité loco-régionale................................................................................. 26

• Toxicité générale......................................................................................... 27

• Allergies ..................................................................................................... 27

B Types d'Alliages ...................................................................... 28

1°/ Alliages non précieux ............................................................................. 29

a ) Alliages à base de nickel .......................................................... 29

Généralités .................................................................... ....................................................... 29

Rôles des constituants ........................................................ ............................................. 30

Propriétés mécaniques et physiques .................................................................... ...... 30

Aptitudes à la liaison métal-céramique ..................................................................... 31

Biocompatibilité et corrosion ...................................................... ................................... 31

b ) Alliages à base de Cobalt .......................................................... 31

Généralités .......................................................... ........................................................... ...... 31

Propriétés mécaniques et physiques .................................................................... ...... 32

Aptitudes à la liaison céramo-métallique .................................................................. 32

Biocompatibilité et corrosion .......................................................................... ............... 32

2°/ Alliages précieux........................................................................ 32

a) Généralités ..................................................................................................................... 33

b ) Rôle des constituants ................................................................................................ 33

• L’or ............................................................................................................ 33

• Le cuivre .................................................................................................... 33

• L’argent ..................................................................................................... 33

• Le platine ................................................................................................... 34

• Le palladium ............................................................................................... 34

• Le zinc ....................................................................................................... 34

• L’irridium .................................................................................................... 34

• Le ruthénium .............................................................................................. 34

• Le gallium, l’indium, et l’étain ...................................................................... 34

• c ) Propriétés physiques, mécaniques et thermiques ....... 34

• d ) Aptitudes à la liaison céramo-métallique ...................... 35

e ) Corrosion et biocompatibilité .................................................................................. 36

3°/ Le titane......................................................................... 36




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a ) Généralités .................................................................................................................... 36

b ) Propriétés mécaniques et physiques ................................................................... 36

c ) Rôle des constituants ................................................................................................. 37

d ) Corrosion et biocompatibilité.................................................................................. 37

e ) Aptitudes à la liaison céramo-métallique ........................................................... 38

II Supports prothétiques à base de céramique .............................. 39

A Généralités ............................................................................... 40

1°/ Propriétés mécaniques ............................................................... 41

a ) Dureté................................................................................................... 41

b ) Résistance mécanique en flexion .......................................................... 41

c ) Résistance à la rupture ......................................................................... 42

d ) Coefficient de dilatation thermique ....................................................... 432°/ Propriétés chimiques ................................................................. 43

a ) Solubilité chimique.................................................................... 43

b ) Biocompatibilité ....................................................................... 43

c ) Liaisons céramo-céramiques ....................................................... 44

B Types de support ...................................................................... 44

1°/ L'alumine ................................................................................... 44

a ) Conception de l’armature ........................................................... 45

b ) Composition et propriétés physicochimiques .................................. 45

c ) Propriétés biologiques ............................................................... 46

2°/ La zircone .................................................................................. 46

a ) Conception de l’armature ............................................................ 46

La zircone HIP ............................................................................................. ......................... 47

La zircone TZP ............................................................................................ ......................... 48

b ) Composition et propriétés physicochimiques ................................... 48

c ) Biocompatibilité ........................................................................ 48

III Discussions ............................................................................. 50

A Critères de choix d’un alliage métallique .................................... 51

B Critères de choix d’un support céramique ................................... 52

C Indications à respecter .............................................................. 53

D Normes ..................................................................................... 55

CONCLUSION ............................................................................... 57

BIBLIOGRAPHIE ............................................................................ 58




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INTRODUCTION

Le procédé consiste en la fabrication d'une chape, en métal (le plus souvent alliage) ou encéramique (alumine, zircone ...), sur laquelle sera montée et cuite de la poudre céramiquepour restituer le volume et la teinte de la dent à remplacer.

La couronne artificielle recouvre le "moignon" de la dent préparée au préalable et paraîtidentique à la dent d’origine, lui restituant également sa fonction de mastication et sonesthétique.

L’or (seul ou non) a souvent été le seul métal utilisé en bouche pour la fabrication deprothèses dentaires, apprécié pour sa malléabilité et sa tenue non corrosive en milieusalivaire.

Pour les patients les moins fortunés, il était associé à divers métaux. Combien delaboratoires, combien de praticiens coulaient pèle mêle bijoux, anciennes prothèses et plotsd'alliages pour élaborer une couronne ou un bridge.

En ces temps, tout était alors encore très simple, jusqu'au jour ou le prix de l'or a atteintdes sommets, et pour pouvoir satisfaire aux exigences de la majorité des patients, diversalliages ont vu le jour, semi-précieux, non précieux.

Apparurent alors les premiers problèmes de corrosion, de bimétallisme. Cette "anarchie"imposa alors l'instauration d'une règlementation.

La sélection d'un ou de plusieurs alliages, pour un patient, n'est pas un acte anodin. Lepraticien est le seul responsable des travaux qu'il a entrepris sur son patient et tous lesrisques qu'il lui fait encourir, tout échec résultant d'une mauvaise décision thérapeutiquepourront lui être, par la suite, reprochés.

En effet ce choix peut entraîner des conséquences :

- immédiates, en fonction de l'historique médico-dentaire du patient ;

- médiates, en fonction du ou des matériaux ;

- à long terme, en fonction de l'évolution de l'état bucco-dentaire du patient.

L'examen clinique guide, en premier lieu, ce choix. Le praticien doit être vigilant aux diverstraitements préexistants qui peuvent faire appel à différents métaux et alliages. Il convientaussi de noter la présence éventuelle d'un piercing et la nature du métal, et si besoin, depréconiser son retrait avant la réalisation de nouvelles reconstitutions prothétiques.

Depuis bien longtemps, l'homme a cherché à utiliser les progrès techniques et ceux de lascience pour améliorer son quotidien et rechercher plus de confort.

Si votre dent est abîmée ou trop fragile, une

nouvelle couronne en céramique estprobablement la meilleure solution pour vous. Lapose est rapide et le résultat final estremarquable.




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La prothèse dentaire n'échappe pas à cette règle. On voit alors apparaître vers la fin des

années 1990, de nouveaux matériaux destinés à la prothèse dentaire, très proches del'aspect de la dent naturelle, et particulièrement appréciés pour leurs qualités esthétiquesOn les appelle alors couronnes céramo-céramique, en opposition avec les céramo-métalliques.

Une véritable "étude de marché" est donc nécessaire avant d'entreprendre la conception etla réalisation de prothèses.

Ce sont tous ces aspects qui seront traités dans ce mémoire. Quels sont exactement lesmatériaux utilisés comme supports pour la céramique ? Quelles sont leurs propriétés ?Quels sont les avantages / inconvénients de chacun des supports envisageables ? Dansquels cas utiliser tel matériau plutôt qu’un autre ? A quelles normes doivent répondre lessupports de reconstruction céramique ?




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LES ALLIAGES




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A Généralités

1°/ De l'atome au métal

Un alliage est par définition un mélange de plusieurs métaux associés par fusion. C'est le

produit métallique obtenu en incorporant à un métal, un ou plusieurs éléments. Le composantprincipal est le métal de base ; les autres étant appelés correctifs.

Ce produit métallique est le mélange partiel ou total, à chaud ou à froid d'un métal avec un ouplusieurs métaux1 ou métalloïdes2.

A l'état solide, les métaux peuvent être considérés comme un empilement régulier d'atomesreprésentés dans le modèle le plus simple, par des sphères dures.

Chaque atome est constitué :

- d’un noyau

- d'électrons qui se déplacent dans l'espace autour du noyau. Ces électrons que l'on retrouveen nombre variable dans chaque atome sont tous identiques. Un électron porte une chargeélectrique. C'est une particule élémentaire constitutive de la matière qui joue un rôle trèsimportant; dans les métaux, elle est notamment responsable de la conduction de la chaleur etde l'électricité.

Si l'on pénètre plus avant, au sein des noyaux, on constate qu'ils sont tous formés à partir dedeux "briques" (on dit particules) élémentaires, identiques dans tous les atomes :

- des protons qui portent une charge électrique mais de signe opposé à celle de l'électron;

- des neutrons mais qui ne porte pas de charge électrique; ils sont dit électriquement neutres.

Dans un atome stable, le nombre d'électrons, est égal au nombre de protons ; les chargesnégatives équilibrent les charges positives ; la charge électrique de l'atome est donc nulle. Cenombre d'électrons ou de protons (ou numéro atomique Z), caractérise un élément; les atomesdes différents éléments connus ne différent que par ce nombre. Par contre, pour un mêmeélément, le nombre des neutrons peut varier légèrement, ce qui donne donc des atomes quisont constitués du même nombre d'électrons, du même nombre de protons mais d'un nombrevariable de neutrons. On les appelle des isotopes du même élément qui est défini par le nombred'électrons (et de protons).

Pour ce qui concerne les électrons, il est suffisant ici (mais pas rigoureusement exact) deconsidérer qu'ils se déplacent autour du noyau sur des orbites circulaires ou elliptiques dont lesplans ne sont pas fixes dans l'espace. On représente d'ailleurs souvent un atome sous la forme

d'un système planétaire ce qui conduit a définir une notion très pratique ; la sphère atomiquecentrée sur le noyau et dont le rayon caractérise l'espace occupé par les électrons.

1 Un métal est un élément chimique très commun. A l'état solide, un métal présente un éclat particulier, il émet un sonmétallique lorsqu'il est frappé et il est bon conducteur de la chaleur et de l'électricité.Un métal est plus ductile et malléable qu'un autre élément non métallique, il s'ionise positivement lorsqu'on le met ensolution.Il existe les métaux précieux et les métaux non précieux.

2 Un métalloïde est un élément chimique qui ne s'ionise pas positivement en solution, mais qui est bon conducteur de lachaleur et de l'électricité, sans être malléable ou ductile.Ces éléments sont le carbone, le silicium et le bore. Ils ont un caractère semi-metallique et peuvent s'aller aux métaux et

produire des combinaisons importantes.




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Pratiquement on définit des couches dans lesquelles se trouvent les trajectoires des électrons;ces couches sont repérées par les lettres K, L, M, N, O … La couche K est la plus proche dunoyau et les autres couches s'en éloignent progressivement. La couche K ne peut contenir que 2électrons, la couche L peut en contenir 8, la touche M 18, la couche N 32 …

Ces couches se subdivisent elles-mêmes en sous couches :

La couche L :1 sous-couche à 2 électrons max1 sous-couche à 2 électrons max

La couche M :1 sous-couche à 2 électrons max1 sous-couche à 6 électrons max1 sous-couche a 10 électrons max

La couche N :1 sous-couche à 2 électrons max

1 sous-couche à 6 électrons max1 sous-couche à 10 électrons max1 sous-couche à 14 électrons max

Etc.

Une couche garnie de tous ses électrons est très stable; par contre une couche dans laquelle ilmanque 1 ou quelques électrons tendra à combler son déficit en prenant les électronsmanquant à un autre atome et une couche pauvre en électrons aura, au contraire, tendance àdonner ses électrons à un autre atome. De ce fait l'état des couche les plus éloignées du noyauest très important car il correspond aux électrons les plus écartés du noyau donc à ceux qui luisont liés par les forces les moins importantes. Ils pourront donc être enlevés (le résidu estchargé électriquement atome ionisé), échangés, partagés; de ces possibilités découle lecomportement de l'atome vis-à-vis d'autres atomes et notamment les possibilités de réactionschimiques.

Ces conditions ont conduit à classer les éléments en les regroupant en fonction de l'état deleurs couches extrêmes, classification dite périodique présentée parfois sous la forme que lui adonné Mendeleiev. Une telle classification fait apparaître des familles d'éléments ayant descouches électroniques externes également chargées (ou pauvres) en électrons.Pour l'hélium, He, la couche K est saturée avec 2 électrons : cette situation correspond à unetrès grande stabilité des électrons sur la couche externe; He fait partie des gaz dits inertes.

Pour l'oxygène, O, la couche L contient 6 électrons dont 2 dans la sous-couche Ls (saturation) etdans la sous-couche Lp (manquent 2 électrons pour obtenir la saturation); O prendra et

acceptera facilement 2 électrons (donc tendance à Ionisation, donc charge négative, donc anion)comportement caractéristique des métalloïdes .

Pour l'aluminium, la couche M contient 3électrons dont 2 dans la sous-couche Ms(saturation) et 1 dans la sous-couche Mp(manquent 5 électrons pour obtenir lasaturation); Al perdra et donnera facilementses 3 électrons de la couche M (donc tendanceà ionisation, donc charge positive, donc cation)comportement caractéristique des métaux.

Pour constituer la matière solide les atomes se

regroupent et s'unissent grâce à l'intervention

Représentationschématique d’une

molécule




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de forces de liaisons.

Les liaisons entre atomes (on dit que ces liaisons sont inter atomiques) qui vont permettre laformation des corps solides dépendent essentiellement de l'état des couches électroniquespériphériques; selon ce que deviennent les électrons qui les occupent, ces liaisons peuvent êtrede divers types.

Dans le cas des métaux, les électrons des couches périphériques abandonnent leur atomerespectif et créent un "nuage" d'électrons libres qui circulent librement dans le solide métallique.Les atomes qui ont perdu ces électrons ne sont plus électriquement neutres; ils sont chargéspositivement (on dit qu'ils sont "ionisés"). Des forces d'attraction électrostatique apparaissentalors entre les atomes ionisés et les électrons du nuage (qui est négatif). L'équilibre est assurépar les effets répulsifs apparaissant entre les atomes ionisés tous électropositifs. Ce type deliaison, dit métallique est propre aux métaux. L'existence d'un nuage d'électrons libresengendre des propriétés particulières de ces matériaux: la conductivité électrique et laconductivité thermique. Elles sont caractéristiques des métaux.

Mais ces positions d'équilibre ne sont pas occupées en permanence par les atomes; en effet,l'agitation thermique (l'effet de la température) provoque des mouvements de ces atomes

ionisés qui, sans cesse, se déplacent en oscillant autour de leur position d'équilibre; l'amplitudede ces oscillations est d'autant plus grande que la température est plus élevée, elle tend, parcontre, vers zéro quand la température approche du "zéro absolu" (-273°C). Cette agitation,dont l'amplitude croit quand la température s'élève, provoque un déplacement de la positionmoyenne de chaque atome qui engendre une augmentation de la distance entre atomes ionisés;cette augmentation est la cause de la dilatation que l'on constate quand on chauffe un métal.On voit que, si l'élévation de température est importante et que par voie de conséquencel'augmentation de la distance est grande, la force d'attraction devient très faible, situation quiva conclure à l'état liquide.

2°/ Comportements mécaniques

Lorsque l'on soumet un morceau de métal à l'action d'une force, on peut le rompre, mais sicette force n'est pas trop grande, on constate que le bloc ne fait que se déformer. Lorsque l'onsupprime l'effort, cette déformation peut évoluer de deux façons différentes :

- elle disparaît et le bloc reprend sa forme initiale ; la déformation est donc réversible;elle est dite élastique.

- elle ne disparaît pas totalement ; il subsiste une déformation permanente qui modifiela géométrie initiale du bloc. Cette partie de la déformation qui n'est pas réversible estdire "plastique".

L'expérience montre qu'il existe un niveau d'effort en deçà duquel la déformation reste

élastique et au-delà duquel apparaît une déformation "plastique"; ainsi est définie la "limited'élasticité". Au-delà de cette limite, quand l'effort augmente, la déformation plastique croit ets'achève au moment de la rupture.

Nous allons nous intéresser à ces trois processus :

- la déformation élastique

- la déformation plastique

- la rupture




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a ) Déformations élastiques

Le comportement élastique (réversible) correspondà de petits déplacements (réversibles) des atomesautour de leurs positions d'équilibre.

Sous l'action d'une force de traction extérieure, lesatomes s'écartent dans la direction de cettedernière. Comme nous l'avons déjà vu, apparaît dece fait une réaction qui tend à les rapprocher et quiéquilibre l'effort extérieur par le jeu des forces deliaison. Ce mouvement des atomes génère ladéformation qui se traduit ici par un allongementdans le sens de la force exercée.

Le comportement élastique des métaux estgénéralement linéaire, c'est-à-dire que lesdéformations sont proportionnelles aux effortsappliqués.

Dans le cas des métaux, la déformation élastique sous effort unidirectionnel s'accompagned'une augmentation (réversible) de son volume.

En compression le comportement élastique d'un métal est semblable à celui décrit en traction.Dans le sens de l'effort appliqué, les atomes se rapprochent et développent donc des réactionsde répulsion qui équilibrent l'effort appliqué tandis que, dans le plan perpendiculaire à cedernier, les atomes tendent à s'écarter, provoquant un gonflement.

b ) Déformations plastiques

La déformation plastique est la déformation irréversible d'une pièce ; elle se produit par unréarrangement de la position des atomes qui ne se déplacent alors plus autour de leur positiond’origine.

Lorsque que l'on sollicite une pièce, un objet (on le tire, on le comprime, on le tord...), celui-cicommence par se déformer de manière réversible (déformation élastique), c'est-à-dire que sesdimensions changent, mais il reprend sa forme initiale lorsque la sollicitation s'arrête. Certainsmatériaux, dits "fragiles", cassent dans ce mode de déformation si la sollicitation est trop forte.

Pour les matériaux dits "ductiles", lorsque l'on augmente la sollicitation, on déforme de manièredéfinitive la pièce ; lorsque l'on arrête la sollicitation, la pièce reste déformée. Ceci se produitpar un glissement des plans atomiques les uns sur les autres, à la manière des cartes à jouer

d'un paquet. Ce glissement de plans atomiques se fait grâce au déplacement de défautslinéaires appelés "dislocations".

Il faut noter que, lorsque la température s’élève, l’agitation thermique permet aux atomes des’écarter d’avantage de leur position d’équilibre facilite donc les déplacements irréversibles ; lacontrainte de cisaillement nécessaire pour produire une déformation plastique diminue alors.

c ) Ruptures

La réalisation d’une déformation plastique de plus en plus importante conduit à la rupture dumétal, rupture qui peut prendre plusieurs aspects dépendant du ou des mécanismes en jeu.

C’est ainsi que l’on distingue :

Schéma d'une déformation élastiquesous un effort de traction




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- la rupture ductile

- la rupture fragile

- les ruptures « à temps » dues à des phénomènes complexes dont le développement

fait que la rupture n’intervient qu’après une durée de service qui peut être trèsimportante (des semaines, des mois, voire des années).

La rupture ductile

C’est un mode de rupture qui apparaît à l’issue d’une déformation plastique généralementimportante.

La rupture ductile s’amorce sur des particules présentes dans le métal (précipités, inclusions),particules autour desquelles le métal se déforme plastiquement, ce qui entraîne dans le sens dela déformation, un décollement de l’interface particule-métal et donc la création de microcavités. Celles-ci croissent au cours de la déformation et les ponts métalliques subsistants entreelles s’amincissent et finalement se rompent.

La rupture fragile

Au contraire de la précédente, la rupture fragile n'est pas précédée d'une déformation plastique.Elle peut revêtir deux aspects :

- le clivage : le phénomène élémentaire est alors la rupture d'un grain par séparation lelong d'un plan du réseau cristallin ("décohésion").

- la rupture intergranulaire : c'est la conséquence d'une décohésion qui se développedans les joints de grains et qui est due à une fragilité particulière de ceux-ci.Pratiquement, on peut dire que les grains se "décollent" les uns des autres. La fragilitédes joints peut être engendrée par des précipités qui s'y sont formés ou par laségrégation de certaines impuretés.

La rupture par fatigue

Elle se développe sous des charges répétées un grand nombre de fois avec :

- amorçage de fissure(s) sur des concentrations de contrainte et/ou dans des zonesayant subi une déformation plastique ;

- propagation lente de(s) fissure(s) ;

- rupture brutale quand la section restante de métal (affaiblie par le développement desfissures) ne peut plus supporter l'effort appliqué.

La rupture par fluage

Elle se produit à chaud, généralement sous charge statique, avec :

- déformation plastique à chaud (avec glissements aux joints des grains ;




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- formation de cavités, principalement dans les joints des grains ;

- rupture brutale quand la section restante de métal (affaiblie par le développement descavités) ne peut plus supporter l'effort appliqué.

La rupture par corrosion sous tension

Elle se développe en plusieurs stades :

- une phase d'incubation au cours de laquelle un processus local aggrave le phénomènede corrosion et permet l'amorçage de fissures ;

- une phase de propagation des fissures (en général assez rapide) ;

- une rupture brutale quand la section non fissurée du métal est devenue trop faible.

Ces types de ruptures à temps se produisent sous des efforts inférieurs à la résistance du métal,

voire inférieurs à sa limite d'élasticité, ce qui exige donc une prise en compte particulière lorsdu calcul d'une construction. Ils peuvent intervenir simultanément (fatigue-corrosion, fatigue-fluage …)

3°/ Propriétés des métaux

Les propriétés des métaux caractérisent leur comportement face à différentes actionsextérieures, correspondant aux diverses conditions d'emploi. Globalement on constate que, d'unpoint de vue pratique ces propriétés peuvent être classées en deux catégories, les propriétésmécaniques et les propriétés chimiques

a ) Propriétés physiques

Dans ce domaine, les exigences sont diverses.

Tout d'abord, on attend d'une prothèse dentaire qu'elle ait des propriétés mécaniques (au senslarge du terme) aussi proches que possible voir supérieures à celles d'une dent naturelle. Onévitera notamment d'avoir une limite à la rupture inférieure à celle de l'émail qui est le"revêtement naturel" d'une dent afin que la mastication normale n'endommage pas la prothèse.

Limite d'élasticité

La limite d'élasticité est la limite de la charge unitaire au-delà de laquelle le métal se déformed'une manière irréversible c'est-à-dire, qu'il ne conserve plus sa géométrie initiale. Elle estmesurée au cours du début de l'essai de traction qui est l'essai mécanique de base; sa méthodeest décrite par la norme NF EN 10002. Il consiste à soumettre une éprouvette3 de forme définieà un effort de traction croissant et à enregistrer les variations de la force appliquée et celles dela déformation de l'éprouvette.

La limite d'élasticité est fixée conventionnellement dans le domaine de la prothèse dentaire à250 MPa.

3 Une éprouvette est un instrument dont on se sert pour faire quelque épreuve.




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TA la température de fusion du corps pur A ;TB la température de fusion du corps pur B.

liquidus : au-dessus de cette courbe, le produit est entièrement liquide

le solidus : en dessous de cette courbe, toutle produit est solide

Entre le liquidus et le solidus, on a unmélange solide-liquide.

La résistance à la traction

La résistance à la traction est la charge maximale que peut supporter le métal soumis à unetraction pure. Au-delà de cette valeur de la charge unitaire apparaît le phénomène d'instabilitéqui conduit à la rupture avec formation de la striction. Sa valeur est déterminée au cours de

l'essai de traction.

La résistance à la rupture est une grandeur conventionnelle puisqu'elle fait référence à lasection initiale de l'éprouvette mais elle représente une limite que les sollicitations ne doiventpas atteindre pour éviter un risque de ruine.

La conductibilité

La conductibilité thermique est la propriété que possèdent tous les métaux de transmettre lachaleur.

La conductibilité électrique est la propriété que possèdent tous les métaux de transmettre un

courant électrique.

La coulabilité

La coulabilité est la propriété que possèdent les métaux en fusion de pénétrer plus ou moinsfacilement dans un moule. La coulabilité des métaux est très variable et difficilement mesurable.

Pour la tester, on procède par des essais comparatifs à l'aide de différents systèmes.

On utilise par exemple une éprouvette normalisée en colimaçon de section triangulaire, lerésultat s'exprime en longueur de spirale mesurée en cm.

En général plus l'intervalle de température de solidification est important (Différence entre latempérature de liquidus4 et de solidus5 de l'alliage), moins bonne est la coulabilité.

4 Pour un matériau affecté par un processus de solidification, cristallisation ou fusion, le solidus d'un diagramme de phasesépare le domaine où n'existe que du solide de celui où coexistent solide et liquide. À température croissante, croiser lesolidus revient à débuter une fusion partielle ; à température décroissante, cela revient à une solidification totale.

5Pour un matériau affecté par un processus de fusion ou de cristallisation, le liquidus d'un diagramme de phase sépare ledomaine où le matériau est totalement fondu du domaine où coexistent un liquide et du solide. À température croissante,croiser le liquidus revient à fondre totalement ; à température décroissante, cela revient à débuter une cristallisation

partielle.




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La densité

La densité est le rapport entre la masse du solide et la masse du même volume d'eau. Elles'exprime par un chiffre.

Pour parler du poids d'un métal on utilise son poids spécifique.

La densité nous permet de calculer la quantité de métal nécessaire à une coulée en multipliantla masse de la maquette en cire par la densité du métal a couler.

La ductilité

La ductilité est l'aptitude d'un matériau à supporter une déformation permanente sans rupture.Un métal qui peut être étiré facilement est ductile. La ductilité se mesure généralement enévaluant le pourcentage d'élongation après fracture.

La dureté

La dureté caractérise la résistance à la déformation d'unemanière complexe qui fait que les résultats obtenusconstituent essentiellement des repères. Ceux-ci permettentd'effectuer des classements, de vérifier la conformité avec lesexigences imposées et, en se référant à l'expérience dupraticien, d'estimer ce que sont les propriétés mécaniques dumétal.

De ce fait, l'essai de dureté est un essai mécanique très utileet très pratiqué car il est rapide, relativement simple et peucoûteux, ponctuel et pratiquement non destructif. Il estréalisé selon différentes méthodes.

La plus utilisée consiste à enfoncer un pénétrateur de formedéfinie dans le métal soumis à l’essai ; on caractérise ainsi larésistance du métal à l'enfoncement, sous une chargeimposée. La grandeur de l'empreinte laissée par lepénétrateur à la surface du métal constitue le paramètre prisen compte pour le calcul de la dureté.

Selon la méthode d'essai, on prend en compte :

- soit la surface de l'empreinte par la mesure du diamètre ou de la diagonale del'empreinte selon que le pénétrateur est sphérique ou pyramidal. Les essais de duretéBrinell (NF EN ISO 6506) et Vickers (NF EN ISO 6507) sont de ce type. La dureté du métalest exprimée sous la forme du quotient de la charge par la surface de l'empreinte. Destables permettent d'obtenir directement la valeur de la dureté à partir des valeurs dudiamètre ou de la diagonale de l'empreinte.

- Soit la profondeur de l'empreinte. En fait, on mesure l'accroissement de la profondeurde pénétration du pénétrateur, résultant de l'application en deux temps (sous deuxcharges différentes) du pénétrateur sur la pièce. Les essais de ce type sont les essaisRockwell (NF EN ISO 6508).

Test de dureté Vickers




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Allongement à la rupture

L'allongement à rupture est la première caractéristique de la ductilité mesurée à la suite del'essai de traction. Il se détermine après l'essai en rapprochant au mieux les deux moitiés del'éprouvette et en mesurant la longueur entre les repères définissant la base de mesure.

La striction

Le coefficient de striction est la deuxième caractéristique de la ductilité mesurée à la suite del'essai de traction. Il se détermine après l'essai en rapprochant au mieux les deux moitiés del'éprouvette et en mesurant le diamètre minimum dans la striction.

Compatibilité Céramique Métal

Dans le cas d'une reconstitution sur métal, on associe un matériau ductile (le métal) à unmatériau fragile (la céramique), ce qui, bien qu'utilisé couramment, ne constitue pas un casthéoriquement idéal. Outre la réalisation de chocs thermiques décrits plus haut, deux

techniques de mesure permettent de nous renseigner sur l'intégrité des prothèses dans letemps :

- la mesure de dilatation thermique ;

- la mesure d'adhésion céramique métal dite mesure de Schwickerat.

• La dilatation thermique

L'augmentation de volume du solide avec la température à pour principale originel'augmentation d'amplitude des vibrations atomiques autour d'une position moyenne.

L'optimisation du comportement dilatométrique d'une céramique sur un métal passe par uneoptimisation de ce coefficient de dilatation afin de mettre légèrement en compression lacéramique lors du refroidissement. En effet, les céramiques ont une résistance à la compressiontrès supérieure à leur résistance en tension. Ainsi est-il impératif que la courbe de dilatationthermique de l'alliage se situe au dessus de celle de la céramique dès que l'on se situe à unetempérature inférieure au point de transition vitreuse.

• L'adhésion céramique métal

Les prothèses céramo-métalliques mettent en jeu le couple métal céramique pour lequel chacundes matériaux présente un comportement à la contrainte différent.

Lors d'un essai de traction, l'éprouvette métallique (matériau ductile) subit d'abord unedéformation réversible et proportionnelle à la contrainte (principe de la loi de Hooke), puisapparaît une déformation irréversible jusqu'à la fracture.

La vitrocéramique (matériau fragile) a un comportement totalement différent. Sous l'effet d'unecontrainte de traction, il y a déformation élastique jusqu'à la rupture, sans déformationpermanente. La rupture de la céramique s'effectue de façon brutale sans être précédéed'aucune phase de plasticité.L'organisation internationale de normalisation a défini, en partenariat avec la profession, un testnormalisé (ISO 9693) connu sous le nom de test de Schwickerat.

Ce test définit précisément les conditions à remplir pour un couple donné céramique-métal.Il consiste à soumettre une contrainte de flexion, une éprouvette de métal recouverte en son

tiers médian de céramique jusqu'à dissociation des matériaux. Différents phénomènes




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contribuent à l'optimisation de l'adhésion à l'interface entre le métal et la céramique. Larugosité de surface contribue en premier lieu à l'accroche de la céramique sur le métal. Le typede matériau de sablage, sa granulométrie, la pression utilisée, sont autant de paramètres quicontribuent à modifier l'état de surface. L'oxydation du métal joue également un rôle (différentselon le type d'alliage).

Deux types de phénomènes peuvent apparaître lors de la cuisson d'une céramique sur unmétal :

- formation d'une nouvelle phase à l'interface ;

- dissolution et/ou diffusion d'éléments au sein de la zone de transition.

La maîtrise des dégazages liés à ces couches d'oxydation doit alors être pris en compte afind'éviter l'apparition de bulles aux interfaces souvent synonymes d'une mauvaise préparation dumétal. Alors que dans certains cas une faible couche d'oxyde favorise l'adhésion, la présenced'une couche d'épaisseur trop importante réduit sensiblement l'accroche.

b ) Propriétés chimiques

La première description d’un cas de "galvanisme oral" a été faite en 1754 par SULZER. Durant ladécennie 1870, l’utilisation des amalgames dentaires fut déclarée risquée pour la santé car ilsprovoquaient de "l’électricité orale".

La salive, sécrétion d’une grande complexité, est l’élément essentiel de l’environnement buccal.De nombreux éléments ont une influence sur ses propriétés : nature des aliments, liquides oumédicaments ingérés ; variation de composition salivaire ; présence en plus ou moins grandesquantités de plaque dentaire acidogène ou de tartre.

Les variations de pH constituent également un facteur important dans les risques de corrosion

endobcuccale.

Les liquides physiologiques peuvent constituer dans certains cas, un second électrolyte agissantsur les reconstitutions dentaires. Ceci explique, que, même en milieu plus ou moins anaérobie(sillons gingivo-dentaires et zones occluses), il puisse y avoir corrosion.

Le sang qui peut être présent dans la cavité buccale au niveau des zones tissulairesenflammées ou traumatisées, constitue également un électrolyte particulièrement sévère.

Corrosions

Parler de corrosion électrochimique équivaut à parler de passage de courant qui entraine des

modifications de la plaque bactérienne, mais aussi des douleurs pulpaires.

Comme elle fait intervenir des réactions entre un métal ou un alliage métallique solide et unmilieu liquide ou gazeux, la corrosion est initialement un phénomène de surface mais sondéveloppement peut conduire à une agression en profondeur. Aussi doit-on distinguer :

- les conséquences superficielles de la corrosion qui provoqueront une altération del’aspect sans porter atteinte à la masse du métal et donc sans affecter sa tenuemécanique ;

- les conséquences en profondeur de la corrosion, conséquences qui engendreront,d’une part, une baisse des performances mécaniques par diminution de la sectionrésistante et, éventuellement, d’autre part, une perte d’étanchéité.




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Pour plus de compréhension, cette réaction peut être scindée endeux demi-réactions et expliquée de la sorte :

- un ion métallique quitte le métal et passe dans lasolution en libérant des électrons dans le métal. Le métal

perd des électrons : c’est une réaction d’oxydation ouréaction anodique.

- une espèce en solution vient au contact du métalprendre les électrons libérés par celui-ci. L’espèce ensolution gagne des électrons : c’est une réaction deréduction ou réaction cathodique.

Une pièce métallique plongée dans un électrolyte constitue cequ’en électrochimie on appelle une électrode. De même qu’enélectrochimie deux électrodes constituent une pile, il y a créationd’une pile de corrosion lorsque :

- deux métaux différents ayant une liaison électrique entre eux sont plongés dans unmême électrolyte.

- Deux parties d’une même pièce métallique baignent dans un électrolyte qui présenteune hétérogénéité entre deux zones de contact.

Cela conduit aux deux groupes principaux de piles de corrosion :

Piles dont les électrodes sont différentes

La différence peut résider dans la nature même des métaux aboutissant à un phénomène decouplage galvanique qui peut exister entre un inlay-core en alliage non précieux sur lequel est

réalisée une couronne en alliage précieux.Il est en particulier nécessaire de parfaitement bien maitriser les techniques de coulée desalliages utilisés et de veiller à ce que le polissage des pièces soit réalisé de façon uniforme.

Piles de concentration

Un métal est en contact avec un électrolyte dont la concentration, d’un élément particulier,n’est pas homogène. C’est le cas entra la limite cervicale d’une couronne qui peut être sousgingivale et la table occlusale. La teneur en oxygène de la salive et son pH ne seront pas lesmêmes en ces deux points.

• Les facteurs de la corrosion

De très nombreux paramètres tels que la composition, la structure cristallographique, la mise enœuvre des matériaux métalliques ont une influence sur les processus de corrosion.

Les défauts du cristal constituent des sites potentiels d’attaques préférentielles pour desphénomènes de corrosion électrochimique. C’est ainsi que les dislocations, les craquelures oucritiques, et le travail à froid vont jouer un rôle sur la corrosion.Les effets du travail à froid (polissage, dégrossissage, usinage, etc.) ont une importance nonnégligeable sur le phénomène de corrosion.L’utilisation de matériaux de compositions différentes est également un facteur de corrosion,car il crée des différences de composition de l’électrolyte (ici la salive, milieu salivaire).

Schématisation desréactions cathodique etanodique dans le cas decorrosion galvanique.




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L’état de surface du matériau joue un rôle très important sur la résistance à la fatigue et sur lacorrosion de l’élément prothétique. Par ailleurs, les défauts accidentels de surface (avivagepoussé ou rayures isolées) constituent autant de générateurs potentiels de piqûres et decrevasses localisées. La nature du polissage de la surface prothétique métallique, insérée dansle milieu buccal, est un paramètre pour le comportement électrochimique et la biocompatibilité.

Le rapport des surfaces entre anode et cathode jour un rôle dans le rendement de la pile.Lorsque la surface de l’anode est faible en regard de la surface de la cathode, la corrosion de lapartie anodique est en principe accélérée ; le contraire est également vrai, lorsque le rapportdes surfaces est inversé, les manifestations perceptibles de la corrosion sont fortementdiminuées.

Dans un électrolyte peu ou moyennement conducteur, le rendement de la pile augmentelorsqu’on rapproche les électrodes.

• La corrosion intergranulaire

Il s’agit d’une corrosion localisée au niveau des joints de grains. Au niveau des alliages, la

corrosion intergranulaire peut apparaître dans des environnements contenant des chlorures(salive, fluides physiologiques ….), surtout si elle est associée à des contraintes sous tension oude la fatigue.

• La corrosion par piqûres

Les métaux dits passifs (protégés par une fine couche d’oxyde) peuvent aussi être attaqués parpiqûration, lorsqu’il se produit une rupture localisée du film de passivité. C’est le cas notammentdes alliages à base de nickel et de chrome qui sont susceptibles de se piquer dans certainesconditions d’environnement, comme par exemple, en présence d’ions chlorures.Un travail à froid, trop sévère, augmente la susceptibilité à la piqûration des aciers inoxydablesausténitiques6. Des additions de molybdène dans l’alliage peuvent la réduire.

• La corrosion galvanique

Il s’agit de l’attaque préférentielle de la phase la moins noble d’un alliage comportant deuxphases ou de la corrosion pouvant exister entre au moins deux matériaux métalliques placésdans le même environnement. Il y a formation d’une pile. La partie la moins noble est l’anode etla plus noble la cathode. Il faut retenir que plus l’anode est de petite taille, plus la vitesse dedissolution est élevée. Ce fait à une grande importance dans notre pratique clinique, enparticulier lors du choix des alliages pour brasures et des alliages pour réalisation de structuressur des implants dentaires.

• La corrosion caverneuse

Elle est due, soit à la différence d’accessibilité de l’oxygène entre deux parties d’une structure,soit au non renouvellement de l’électrolyte dans la caverne avec diminution du pH parhydrolyse7 du métal. On observe une attaque sélective du métal dans les fentes existantesentre les implants et les suprastructures prothétiques ou autres endroits peu accessibles àl’oxygène.

6 La grande majorité des aciers inoxydables est austénitique, car ils combinent de bonnes résistances à la corrosion avecdes propriétés mécaniques plus élevées que l'acier ferritique. L'austénite est une solution solide de carbone dans l 'allotropeγ du fer, qui est stable entre 911°C et 1 392°C.

7 L'hydrolyse d'une substance est sa décomposition par l'eau grâce aux ions H+ et OH- provenant de la dissociation de l'eau.




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• Corrosion par frottement

C’est la détérioration qui se produit à l’interface de deux surfaces en contact, suite à laconjugaison de la corrosion et d’un faible glissement réciproque des deux surfaces. Un crochetde plaque base métal prenant appui sur une couronne détruit le film passif conducteur, ce quientraine une accélération du phénomène de corrosion.

• Précautions de lutte contre la corrosion

Un certain nombre de recommandations pratiques peuvent être utilement retenues :

- Le fabricant doit veiller a l’uniformité de l’alliage : contrôle rigoureux des compositions,éviter les ajouts d’éléments d’alliages peu nobles.

- La mise en œuvre des métaux et alliages au laboratoire de prothèse doit êtreirréprochable (éviter les défauts de fonderie, contrôle précis des températures de coulée,utiliser des creusets en fonction de l’alliage utilisé, ne pas réutiliser d’anciennesmasselottes, maitriser les procédures de refroidissement, polir parfaitement les surfacespour supprimer toute oxydation superficielle, prévoir un traitement thermique final de ré-homologation).

- Le choix des métaux ou alliages utilisés pour la réalisation des prothèses est un actemajeur. Le praticien doit s’assurer auprès du fabricant que les propriétésélectrochimiques du matériau ont été évaluées et qu’elles sont satisfaisantes. D’après ladirective européenne 93/42/CEE, il s’agit d’une prescription engageant la responsabilitédu praticien.

- Le praticien doit examiner les alliages déjà existants dans la cavité buccale afin deprendre en compte les éventuels risques de corrosion galvanique. Il faut dans la mesuredu possible limiter le nombre des matériaux utilisés (par exemple faux moignon et

suprastructure dans le même métal ou alliagesont recommandés).

- Il faut abandonner les matériaux quiprésentent des courbes de courants decorrosion supérieurs à 10 micro-ampères dansla plage de potentiels allant de 0 à 500mV.

- Il faut également, dans la mesure que lacourbe de sélection des alliages a été faite,combiner des alliages pouvant présenter desdifférences de potentiels 8 standards allant

jusqu’à 200mV. A éviter cependant pour toutpatient ayant à un moment quelconquemanifesté des symptômes faisant suspecterune possible sensibilité à la corrosion buccale.

- Il vaut mieux éviter d’introduire en bouche del’or pur ou du platine pur en combinaison avecdes métaux présentant un potentiel standardinférieur à 150mV.

8 Le potentiel de corrosion correspond au potentiel pour lequel la densité de courant partiel de dissolution du métal est égalet opposé à la densité de courant partiel de réduction des oxydants.




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La résistance à la corrosion constitue un critère de choix aussi important que les autrespropriétés métallurgiques et physiques des métaux de reconstitution prothétiques.

Biocompatibilité

Les alliages dentaires sont de compositions très variées. Même si un alliage comportegénéralement de 4 à 8 constituants, ce sont au total 25 composants différents que l’on retrouvedans l’ensemble des alliages dentaires.

Cette complexité et cette diversité expliquent la difficulté à apprécier leur biocompatibilité auregard de leur composition. Cette dernière est en outre le plus souvent exprimée enpourcentage massique alors que pour avoir une meilleure représentation des quantitésd’atomes constituant un alliage, la composition en pourcentage atomique serait préférable.

Un autre point important de la description d’un alliage est sa microstructure. Deux alliages decomposition proche peuvent présenter, pour la même température, des microstructuresdifférentes. De la même manière, pour une même composition, on peut avoir un alliagehomogène ou hétérogène suivant les traitements thermiques auxquels ils ont été soumis.

Ces différences de microstructure ont des conséquences sur la résistance à la corrosion del’alliage et donc sur sa biocompatibilité. Les alliages de microstructure hétérogène se corrodentgénéralement plus et libèrent donc une quantité plus importante d’éléments.

• Toxicité systémique

Il est possible de déterminer in vitro la quantité et la nature des éléments relargués mais celane suffit pas à déterminer la biocompatibilité des alliages.

Il est important de noter que les éléments sont relargués dans la cavité buccale, mais seule leurpénétration dans l’organisme entraine une action systémique9.

La présence d’éléments provenant des alliages constitutifs de prothèses dentaires dans lesgencives ou la langue est prouvée. C’est par exemple le cas du cobalt et du nickel chez lesporteurs de prothèses adjointes partielles. Il faut néanmoins rapporter les quantités d’élémentsrelargués par les alliages dentaires aux quantités absorbées pendant l’ingestion d’aliments.

On constate que les doses ingérées quotidiennement, lors des repas, sont très supérieurs auxquantités apportées par la présence d’alliages en bouche. Bien que ces valeurs de doses

9

Une action systémique est une action qui touche l'organisme dans son ensemble.

Estimation de la dose journalière ingérée et de la masse libérée moyenne.




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ingérées quotidiennement ne puissent certifier l’innocuité10 d’un métal, on constate, de façonempirique, que ces valeurs n’entrainent pas de troubles à long terme.

Une comparaison avec les valeurs relarguées par des implants orthopédiques est intéressante.Des études montrent que du titane issu de prothèses de hanche est retrouvée en quantitéimportante dans le sérum et le foie. Les mêmes études, faites chez des personnes ayant des

implants dentaires, ne permettent pas de retrouver de trace de titane. La différence est due à lasurface développée des implants dentaires bien plus faible que celle d’une prothèse de hanche,et au fait qu’il n’existe pas de phénomènes de friction dans le cas des implants dentaires. Deplus aucune étude n’a montré une élévation des quantités systémiques de métal en présenced’alliages dentaires.

• Toxicité locale

La réalisation de reconstitutions prothétiques en alliages métalliques différents entraine laconstitution de deux demi-piles. La fermeture du circuit peut se faire lors des mouvements de lamandibule, par un objet conducteur porté en bouche ou par les tissus mous. Il peut se produirealors un choc électrique pulpaire ressenti par le patient comme une douleur aigue pouvantdurer quelques minutes à chaque fermeture du circuit. Ces douleurs s’atténuent généralement

en une à trois semaines par épuisement de la pile (polarisation des électrodes ou passivation).Dans ces cas précis, la migration des ions métalliques n’est pas prise en compte, mais sonexistence entraine bien d’autres méfaits.

La conception défectueuse d’une prothèse adjointe ou la juxtaposition d’un alliage précieux etd’un acier inoxydable peuvent avoir des répercussions sur la pérennité de la reconstructionprothétique.Même dans le cas où les reconstitutions prothétiques réalisées avec des alliages différents nesont pas au voisinage direct l’une de l’autre, la salive permet le passage d’un courant.Constituée notamment de substances organiques (protéines, glucides …), et inorganiques(acides, bases, gaz dissous …), des anions (Cl¯, F¯ …) et des cations (Ca††, Mg††…), cetélectrolyte véhicule les ions relargués au niveau de l’alliage le plus anodique ; Cette corrosiondes alliages les moins nobles, s’accompagnant d’un ternissement par surcharge d’ions, auniveau des alliages les plus nobles.

La plaque cariogène se trouvant à proximité d’un métal vilvoit son pH diminuer. Il s’en suit une déminéralisation del’émail aboutissant à la création de carie dentaire.

• Toxicité loco-régionale

Comme nous l’avons vu précédemment pour le pH de laplaque cariogène, celui de la salive peut aussi être affecté parle passage d’un courant. Un phénomène reflexe amène lesglandes salivaires à sécréter alors davantage pour compenser

cette modification et ramener le pH à sa valeur normale. Ilpeut en résulter un excès de salive, qui s’il ne présente pasd’inconvénients majeurs, peut du moins provoquer desperlèches11. En outre, cet hyperfonctionnement des glandessalivaires pourrait entrainer une hypertrophie des glandessous maxillaires et sublinguales.

La libération d’ions métalliques dans les tissus environnantspeut avoir des répercussions multiples.

10

11 En séméiologie, la perlèche est une lésion cutanée inflammatoire parfois douloureuse, localisée au pli de la commissure

des lèvres. On note l'apparition de fissures, rougeurs, croûtes et saignements. Cette lésion est généralement bilatérale.




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Une teinte brune voire noirâtre de la gencive peut apparaître. C’est le cas par exemple d’untatouage de la gencive cervicale d’une dent supportant une couronne en acier inoxydable. Cetatouage est dû à la migration de particules métalliques oxydées au sein de la gencive. Lestatouages les plus fréquents sont néanmoins dus aux particules d’argent relarguées par lesamalgames dentaires.

Suivant leur importance et leur nature, les ions métalliques libérés par les restaurationsdentaires peuvent entrainer, soit une inflammation, soit un effet toxique qui se traduit par unealtération de la muqueuse buccale et de la fibromuqueuse. Celle-ci n’est pas spécifique et seretrouve généralement au niveau de la gencive, de la langue ou des commissures labiales.Dans ces cas, les douleurs sont souvent importantes et à type de brûlure.Si la zone qui se corrode est au niveau de la racine, il peut y avoir une libération d’ionsmétalliques au niveau de l’os basal. La racine peut alors dans les cas les plus graves se fractureret l’os se résorber.

• Toxicité générale

Il n’existe pas de pathologie générale uniquement due au passage du courant de corrosion. Cesont les ions libérés au cours du processus de corrosion qui, migrant dans le corps humain, vont

se fixer préférentiellement au niveau d’un organe cible, ou entrent en contact avec les cellulesde l’immunité.La difficulté de l’évaluation de l’innocuité d’un alliage métallique tient au fait, qu’un mêmemétal peut selon sa concentration, sa durée d’exposition et sa voie d’administration être unoligo-élément, avoir un effet toxique, avoir un pouvoir allergogène ou encore une actioncancérogène. C’est par exemple le cas du nickel ou du cobalt, tous deux couramment employéspour la réalisation de prothèses dentaires. Nous comprenons bien que si un métal se fixe sur unorgane, il peut alors engendrer des troubles considérables.

Les manifestations allergiques aux alliages métalliques utilisés en prothèse dentaire peuventêtre l’apparition de dermatose de contact. Cette manifestation est généralement due à laprésence du nickel et du cobalt et un peu moins souvent du chrome. Généralement lamanifestation est indirecte, c'est-à-dire que l’on observe des dermatoses apparaissant le plussouvent à distance sur les mains et les avant-bras. Pour cette raison, la relation entre l’éruptioneczémateuse et la prothèse dentaire est rarement faite.

Enfin nous pourrons citer parmi ces toxicités générales, la bérylliose due à la fixation debéryllium au niveau des poumons, et des risques éventuels mais encore jamais démontrés decancérisation due au nickel, au cobalt ou au cadmium présents dans des prothèses dentaires.

• Allergies

De façon classique, la survenue de manifestations allergiques au niveau de la muqueusebuccale est très rare. Cependant "l’allergie" est fréquemment évoquée par les patients quiincriminent, pour des manifestations variées, les matériaux présents en bouche mais il est

difficile de les distinguer les unes des autres, notamment dans la cavité buccale. En effet, laréactivité des muqueuses est limitée. De même, identifier une allergie n’est pas toujours facile.Nous connaissons les possibilités offertes par le test épicutané. Il consiste à appliquer dessubstances sur la peau pour ensuite vérifier l’apparition éventuelle d’une réaction. Ce test n’esttoutefois pas aussi simple qu’il y parait.

L’allergie se définit comme une hypersensibilité de l’organisme provoquée par une réactivitéaccrue du système immunitaire après sensibilisation préalable basée sur une réaction anticorps-antigène.

Tous ces systèmes réactionnels caractérisent le système immunitaire. Celui-ci peut toutefois neréagir qu’à des grosses molécules. Les métaux ne sont donc identifiés et combattus quelorsqu’ils sont accouplés à des molécules assez importantes (protéines, acides nucléiques ou




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lipides). Les métaux réagissent donc comme ce que l’on appelle des haptènes 12 . C’estseulement lors d’un accouplement par exemple aux protéines que le système immunitaire estcapable de réagir en formant des anticorps.

On distingue quatre types de réactions allergiques selon Gell et Coombs (anaphylaxie, réactioncytotoxique, réaction par les complexes antigènes-anticorps, et réaction tuberculinique)

L’allergie aux métaux correspond essentiellement à un eczéma de contact. Il s’agit d’uneréaction d’hypersensibilité retardée (type IV, également dénommée réaction allergique de typeretardé.

Aussi ce phénomène nécessite une phase de sensibilisation en général silencieuse et de duréevariable qui sera suivie par une phase de révélation.

La confirmation de cette sensibilisation s’effectue par des patch-tests ou tests épicutanés dontle but est de déclencher a minima une réaction eczématiforme cutanée après 48 heures decontact avec l’allergène.

Au niveau buccal, les signes subjectifs sont au premier plan. Les patients rapportent en général

des brûlures, des paresthésies13, des douleurs ou une agueusie14. Il n’y a classiquement pas deprurit15 au niveau de la muqueuse.Les signes objectifs sont souvent discrets voire absents. Sont décrites des glossites, gingivites,stomatites associant plus ou moins érythème, œdème, érosions, ulcérations ou plus rarementdes vésicules. Il peut s’agir aussi de chéilites16, de perlèche. L’atteinte péribuccale est fréquente.Quel que soit le type de lésion, toute la difficulté réside à cibler les patients qui doivent êtretestés et, dans un deuxième temps, à interpréter un test positif à un métal. En effet, la positivitédu test ne signifie pas pour autant qu’un métal est responsable des manifestations cliniquesrapportées et que sa suppression se soldera par la disparition complète de la symptomatologie.Cette circonstance permet de conforter le diagnostic suspecté, mais ne l’affirme pas totalementcar elle n’élimine pas non plus une guérison spontanée.

Dans le cas de métaux destinés à l’incrustation de céramique, on ajoute alors des oxydantsd’adhérence afin d’optimiser la cohésion entre le métal et la céramique. Ces oxydants sont desmétaux se liant facilement avec l’oxygène. Les oxydes créés s’accumulent à la surface del’alliage et peuvent interférer avec la céramique cosmétique lors des étapes ultérieures detravail. Ils contribuent à la force de cohésion. Les oxydes peuvent se détacher et engendrer desdétériorations locales lorsqu’ils ne sont pas éliminés assez vite par la salive. Une telle situationpeut entrainer des fissures. Un polissage soigné et un décapage éventuel limitent énormémentla libération d’ions. Même si le risque semble faible, on peut encore le réduire en évitant lesalliages dits universels.

B T ypes d'Alliages

La résistance des métaux est de 10 à 100 fois supérieure à celle des céramiques; un supportmétallique permet donc de créer une restauration dentaire très résistante.

12 Du grec, haptein = se fixer à, synonymes : demi antigènes ou antigènes incomplets.

13 Trouble de la sensibilité, désagréable et non douloureux, donnant l'impression de palper du coton, et pouvants'accompagner d'une anesthésie.

14 Perte ou perturbation de la sensation gustative.

15 Le prurit est un symptôme fréquent qui recouvre une sensation de démangeaison de la peau, le plus souvent en rapportavec des lésions dermatologiques.

16

La chéilite est l'inflammation des lèvres.




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L’incorporation de traces d’étain ou de fer à l’alliage d’or était nécessaire pour permettre laformation des oxydes superficiels requis pour le bon mouillage par la porcelaine et à la liaisonsubséquente à la surface de l’alliage.

On a ensuite eu recours aux alliages de métaux communs pour concurrencer les alliages d’or.Leur utilisation nécessite une technique plus complexe, mais ils sont maintenant bien établis sur

le marché. Une couche de céramique opaque, comme celle de verre à l’oxyde de titane, doitêtre appliquée comme couche de base afin de masquer la teinte métallique des appareilscéramo-métalliques.

Autrefois, il existait la terminologie suivante :

Alliage binaire : alliage composé de deux éléments.

Alliage ternaire : alliage composé de trois éléments.

Alliage quaternaire : alliage composé de quatre éléments.

De nos jours, les alliages sont tellement sophistiqués (par leur nombre de composants) que cetype d’appellation n’a plus cours. Nous utilisons plus facilement les termes suivant : les alliagesprécieux (ors) ou contenant des métaux précieux et Les alliages non précieux.

1°/ Alliages non précieux

a ) Alliages à base de nickel

Généralités

Le nickel est un métal blanc argenté qui possède un éclat poli. Il fait partie du groupe du fer.C'est un métal ductile (malléable). On le trouve sous forme combinée au soufre dans la millériteet à l'arsenic dans la nickéline.

Son symbole chimique est Ni, c’est le 28e élément dans la classification des corps chimiques deMandeleïev. Sa masse volumique est de 8909 kg/m3 et sa masse atomique17 de 58,6934u.Les alliages Nickel-chrome ont une densité proche de 8,4, évidemment variables en fonction desalliages.

Les alliages nickel-chrome, encore appelés "superalliages", se sont développés dans l’industrievers 1930 pour répondre aux besoins d’alliages inoxydables résistant à haute température,dans l’industrie aéronautique, puis dans tous les domaines de l’industrie. Au niveauodontologique, il faut attendre les années 60 pour voir leur usage se développer dans les

constructions prothétiques fixées, unitaires ou plurales.

Actuellement, les compositions pondérales des alliages du type nickel-chrome sont variablesselon les fabricants. Elles sont précisées dans les fiches techniques transmises aux laboratoiresde prothèse avec les principales propriétés mécaniques. Tous les éléments dont laconcentration est supérieure à 0,1% doivent être indiqués par le fabricant, cependant leurconcentration n’est précisée que lorsqu’elle dépasse 2% (en masse). Ces alliages ne peuventcontenir plus de 0,02% de béryllium.Une mise en garde doit également apparaître sur l’emballage due à la présence de nickel.

17 La masse atomique (ou masse atomique relative) d'un isotope d'un élément chimique est lamasse relative d'un atome decet isotope ; la comparaison est faite avec le douzième de la masse du carbone 12. La masse atomique est un nombre sansdimension qui est assez proche du nombre de nucléons dans le noyau de l'atome. La masse d'un atome s'exprime le plussouvent en uma, unité de masse des atomes qui équivaut à la masse de l'isotope léger de l'Hydrogène.




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Pour être normalisé (ISO 6871-2), un alliage à base nickel, doit répondre à certaines exigencesquant à leur composition :

- Nickel comme constituant principal

- Chrome égal ou supérieur a 20m% ;

- Molybdène égal ou supérieur a 4m% ;

- Nickel + chrome égal ou supérieur a 85m%.

Il n’existe pas de classification officielle des alliages nickel-chrome, bien que certaines soientacceptées par divers organismes comme l’American Dental Association (ASA) ou l’InstitutScandinave de Recherches sur les Matériaux Dentaires (NIOM).

Rôles des constituants

Les alliages vont cristalliser en donnant des structures dendritiques18. Parfois au sein de cettematrice dendritique peuvent apparaître des précipitations plus ou moins fines de composésintermétalliques. C’est à leur niveau que l’on observe des ruptures de type fragile.

Le nickel constitue avec le chrome et le molybdène la matrice dendritique et interdendritiquedes alliages Ni-Cr-Mo, sous la forme d’une solution solide de substitution.

Le molybdène, le chrome, le silicium, le bore, le carbone et l’aluminium sont les élémentsparticipant à la formation des précipités dans la matrice.Le molybdène associé au nickel et au chrome participe à la formation des phases intermédiairesqui se forment dans les zones interdendritique des alliages base Ni-Co.Le carbone participe également avec le chrome et le molybdène à la formation des carbures quipeuvent également précipiter aux joins de grains et modifient ainsi les propriétés mécaniquesde l’alliage.Le silicium peut également former avec le nickel des précipités très fins dans ces zones. Ilaméliore la coulabilité.Le bore forme avec le nickel des composés intermétalliques qui contribuent à abaisser le pointde fusion de l’alliage.Le chrome va conférer à l’alliage la résistance à haute température.

Propriétés mécaniques et physiques

Les valeurs des propriétés des alliages sont très variables d’un alliage à l’autre.

Limiteélastique (MPa)

Limite derupture (MPa)

Module d’élasticité(GPa)

Allongement(%)

DuretéVickers

255-730 400-1000 150-210 8-20 210-380

18 Croissance cristalline au cours de laquelle les sommets d'un cristal croissent plus vite que les faces qui apparaissent alors en creux

(exemple or, argent).

Propriétés mécaniques des alliages à base de nickel.




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-6

Parmi les propriétés thermiques, le coefficient d’expansion thermique (CET) intéresseparticulièrement les alliages destinés à la technique céramo-métallique. Les valeurs du CET sontcomparables à celles des alliages précieux et permettent donc l’utilisation des mêmescéramiques, qui est compris entre 13,9 et 15,5 (10 /°C).

L’intervalle de fusion d’un alliage Ni-Cr est compris entre 940 et 1430°C, et les températures de

coulée varient de 1000 à 1500°C.

Aptitudes à la liaison métal-céramique

La valeur d’adhésion céramo-métallique, définie dans la norme ISO-DIS 9693, se situe auxalentours de 25MPa.

Biocompatibilité et corrosion

Le chrome est le principal responsable de la passivité des alliages nickel-chrome en milieubuccal. A partir d’une teneur suffisante (13%), c’est le recouvrement complet de la surface de

l’alliage par une fine pellicule d’oxyde qui lui confère cette propriété.

La présence de molybdène augmente la résistance du nickel à la corrosion dans des solutionsd’acide ou dans des solutions salines ou salives artificielles.

Malgré les interrogations concernant l’innocuité des alliages Ni-Cr et en particulier sur leurpotentiel allergisant, on peut admettre aujourd’hui que les alliages contenant plus de 20% dechrome peuvent être considérés comme stables en milieu buccal. Certains alliages nickel-chrome sont actuellement commercialisés avec des certificats de biocompatibilité.

b) Alliages à base de Cobalt

Généralités

Le cobalt est un métal blanc argenté, à reflets gris.

Son symbole chimique est Co, c’est le 27e élément dans la classification des corps chimiques. Samasse volumique est 8900 kg/m³ et sa masse atomique de 58.933200u.

Les alliages cobalt-chromes, improprement désignés sous le nom commercial déposé de"stellites" ont été utilisés dans leur première application odontologique dans la confection deschâssis métalliques de prothèse amovible en raison de leur excellente rigidité et de leur bonnetolérance biologique.

C’est en raison de cette dernière propriété que leur usage s’est étendu aux constructionsprothétiques fixées entièrement métalliques ou céramo-métalliques, se substituant aux alliagesnickel-chrome, remis en cause en raison de la toxicité du nickel.Ils sont souvent utilisés dans toutes les réalisations prothétiques fixes, à la fois pour des raisonsmécaniques et économiques évidentes.

Pour être normalisé (ISO 6871-1), un alliage à base de cobalt doit répondre aux exigencessuivantes :

- Cobalt comme constituant principal ;

- Chrome égal ou supérieur a 25% ;




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- Molybdène égal ou supérieur a 4%

- Cobalt + nickel + chrome égal ou supérieur a 85%.


Les valeurs des propriétés des alliages Co-Cr sont également très variables d’un alliage àl’autre, en voici un aperçu :

Limite élastique(MPa)


Module d’élasticité(GPa)

Allongement(%)

DuretéVickers

460-640 520-820 145-220 6-15 330-465

Leurs CET est généralement compris entre 13 et 15, leurs intervalles de fusion varient de 1250à 1500°C, et leurs intervalles de coulée, de 1300 à 1600°C.

Aptitudes à la liaison céramo-métallique

L’utilisation d’un bonding, matériau pour favoriser l’adhésion de la céramique est nécessaire.

Biocompatibilité et corrosion

Les métaux de départ utilisés pour fabriquer les alliages sont de très grande pureté, cependant,il n’existe aucun métal à 100% pur. Ainsi, les mines de platine comportent du palladium etparfois aussi du nickel. Le cobalt est colonisé par le nickel (et vice-versa). Les normes en

vigueur imposent une teneur maximale en nickel de 0,1%. Toute teneur supérieure à 0,1% doitêtre déclarée. Affirmer qu’un alliage Cr-Co ne contient absolument pas de nickel seraitobjectivement une erreur.

La littérature ne fait cependant pas état d’allergies provoquée par les alliages Cr-Co. Lesdizaines d’années d’utilisation de ces alliages en sont un témoignage. Déjà en 1936, lesalliages de ce type étaient bien considérés.

On notera donc l’absence de cytotoxicité et de réaction toxiques systémiques avec l’utilisationd’alliages du type chrome-cobalt.

2°/ Alliages précieux

L’or a de tout temps été un matériau de choix dans les réalisations les plus prestigieuses.Maintenant avec l’avènement des prothèses sur implants notamment, il est devenu un maitrechoix presque incontournable.

Cependant, l’utilisation des alliages précieux a diminué en France depuis les années 1970.L’évolution défavorable du cout de ces matériaux et le développement des revêtementscompensateurs destinés aux alliages non précieux, ont amené de nombreux praticiens àproposer plus rarement ces alliages. Il n’en est pas de même dans d’autres pays commel’Allemagne et la Suisse.

Les avantages des alliages précieux sont nombreux, en particulier, sur le plan biologique et pourleur résistance à la corrosion.

Propriétés mécaniques des alliages à base de cobalt.




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Généralités

L’or est un métal trop mou pour être utilisé pur dans la confection des prothèses, on le mélangeà d’autres métaux ou métalloïdes pour obtenir des caractéristiques mécaniques élevées.

La quantité d’or pur dans l’alliage précieux est souvent notée d’après le carat ou finesse del’alliage, bien qu’on utilise actuellement plus généralement un pourcentage exprimé enmillièmes de la masse totale. Ce degré de précision est nécessaire car des variations aussiminimes soient elles de composition ont une influence sur les propriétés finales de l’alliage. Lecarat correspond à la proportion massique de métal précieux entrant dans la composition del’alliage. Un carat représente un vingt-quatrième de la masse totale de l’alliage.

Une classification permet également de séparer les alliages selon leur couleur, jaune ou blanche.Les spécifications de l’American Dental Association (ADA) classent les alliages dentaires en troiscatégories :

- High noble : comprenant un taux de métaux nobles supérieur ou égal a 60% (en poids)

dont un minimum de 40% (en poids) d’or.

- Noble : comprenant un taux de métal nobles supérieur ou égal à 25% (en poids) sansprécision pour l’or.

- Base métal : alliages non précieux, comprenant un taux strictement inférieur à 25% demétaux nobles.

La norme NF EN ISO 1562 précise que les alliages d’or dentaires à couler comprennent au moins75% (en poids) d’or et de métaux de la mine du platine. Comme il n’y a pas de minimum précisépour l’or, un alliage précieux respectant cette norme peut donc ne pas contenir d’or.

Rôle des constituants

Certains éléments, à des concentrations inférieures au millième, ont des effets sur les propriétésou la structure de l’alliage final. Il est donc important de connaître l’ensemble des composants.Aux éléments de base sont ajoutés en proportions variables l’argent, le cuivre, et selon lesalliages, des microadditions de ruthénium, indium, fer, manganèse, zinc, tantale, étain, gallium,niobium …

• L’or

Inerte chimiquement, il augmente la résistance à la corrosion. Il confère à l’alliage sa ductilité etaugmente la densité. Il élève la température de fusion. Il donne la couleur jaune à l’alliage.

• Le cuivre

Très actif chimiquement, il augmente la résistance mécanique et la dureté de l’alliage maisdiminue la densité. Il abaisse le point de fusion et tend à lui donner une couleur rougeatre. Ildiminue toutefois la résistance à la corrosion et à la ternissure.

• L’argent

Actif chimiquement, il contribue à la ductilité de l’alliage. Il blanchit l’alliage et peut neutraliserla couleur rouge du cuivre. Il diminue la densité de l’alliage, qu’il durcit en association avec lecuivre.




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• Le platine

Inerte chimiquement, il augmente la dureté. Additionné à l’or, il augmente encore la résistanceà la corrosion. Le platine tend à blanchir l’alliage et réagit avec le cuivre pour produire undurcissement thermique.

• Le palladium

Son rôle est similaire à celui du platine, il en est d’ailleurs un produit de substitution, car moinscher. Très peu actif chimiquement, il augmente la dureté et la température de fusion de l’alliageainsi que la résistance à la corrosion. Il blanchit l’alliage plus que tout autre constituant (5 à 6%de palladium sont suffisants pour le blanchir complètement).

• Le zinc

Très réactif chimiquement, il est introduit en petites quantités comme désoxydant. Il se combineet augmente la fluidité de l’alliage et en abaisse le point de fusion mais diminue la résistance à

la corrosion.

• L’irridium

Des microadditions de l’ordre de 0,005% provoquent une germination homogène de l’alliage.C’est un affineur de grains. Il durcit l’alliage en présence de platine.

• Le ruthénium

Il diminue l’hétérogénéité de l’alliage. C’est un affineur de grains. Il durcit l’alliage en présencede platine.

• Le gallium, l’indium, et l’étain

Ces métaux très réactifs chimiquement abaissent chimiquement le point de fusion.

Propriétés physiques, mécaniques et thermiques

L’or est le plus malléable et le plus ductile de tous les métaux ; un gramme peut être étiré enun fil de 2km de long, ou encore transformé en une feuille ultra mince d’une épaisseur de 10e-7m et une surface d’environ 1,5m².

Il est mou, d’où la nécessité de l’associer à d’autres éléments métalliques.

Les propriétés physiques et mécaniques des alliages précieux sont très variables en fonction dela composition et des traitements subis lors de la mise en œuvre.

Leur dureté Vickers varie entre 40 et 330HVN.

Le module d’élasticité varie de 80GPa à 130GPa. Il est du même ordre de grandeur que celui dutitane mais largement inférieur à celui des alliages non précieux.

Une grande rigidité permet d’affiner les chapes, cependant, les armatures de bridge doiventêtre plus épaisses que celles réalisées en alliage non précieux.




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Voici un tableau récapitulatif des propriétés mécaniques d’alliages précieux :

Limiteélastique

(MPa)


Moduled’élasticité

(GPa)

Allongement(%)

DuretéVickers

Base Au

Base Au-PdBase Pd

300-500

430-650525-725

450-630

730-770800-940

100

115-125120

6-14

15-2517-34

160-210

200-250260-330

Les alliages précieux ont généralement un CET compris entre 13,9 et 15,7.

Suivant leurs compositions, la courbe de solidus des alliages précieux destinés à la techniquecéramo-métallique conventionnels varie de 1000 à 1100°C et la courbe de liquidus de 1150 à1300°C.

La conductibilité thermique est très élevée et peut être agressive pour une dent pulpée.


Une des propriétés essentielles d’un alliage est sa capacité à se lier à la céramique parl’intermédiaire d’une couche d’oxyde de surface. Les alliages précieux ne possèdent pasnaturellement de couche d’oxyde suffisante à leur surface. Il faut ajouter alors des élémentscomme l’indium, le gallium ou l’étain, en faible quantité, pour provoquer l’apparition d’unecouche d’oxyde.

Pour les alliages à haute teneur en or, il est nécessaire d’augmenter la section des embrasures.Le risque de coloration de la céramique est nul car ils ne contiennent généralement pasd’argent. Leurs propriétés les contre-indiquent pour les bridges de moyenne et grande étendue.

Pour les alliages à faible teneur en or type or-palladium-argent, la rigidité est supérieure à celledes alliages à haute teneur en or et le risque de fluage lors des étapes de cuisson est limité.L’inconvénient majeur est la présence de l’argent qui peut entrainer une coloration verdâtre descéramiques.

Les alliages type or-palladium sont généralement composés de 45 à 68% d’or et 22 à 45% depalladium. Ceci permet d’augmenter le module d’élasticité et de limiter le fluage lors de lacuisson tout en limitant le cout. L’inconvénient majeur de ces alliages est une diminutionimportante du CET en l’absence d’argent, et il est donc nécessaire de choisir des poudrescéramiques compatibles avec cette modification.

Les alliages palladium-cuivre contiennent de 70 à 80% de palladium, de 4 à 20% de cuivre et de3 à 9% de gallium. L’association palladium-cuivre donne à certains de ces alliages un oxyde deteinte très soutenue qu’il est difficile de masquer parfaitement avec les opaques. La liaisoncéramique métal est de bonne qualité mais la rigidité et la résistance au fluage n’est pas aussiélevée, et les grands bridges sont donc contre-indiqués.

Les alliages palladium-argent ont une composition massique de 50 à 60% de palladium et 25 à40% d’argent. Le taux de palladium limite le risque de corrosion ou de ternissure de l’alliage enbouche, et la présence d’étain ou d’indium permet d’améliorer la liaison de la céramique. Cesont les alliages précieux qui présentent la rigidité la plus élevée et donc la plus favorable à lacéramisation de bridges de moyenne ou de grande portée. Certaines céramiques sontrecommandées par les fabricants car elles résistent mieux à la décoloration due à la présenced’argent.

Propriétés mécaniques d’alliages à base d’or.




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Corrosion et biocompatibilité

Les principaux métaux contenus dans les alliages précieux sont résistants à la corrosion.

Les alliages ayant la proportion en or la plus élevée présentent le meilleur comportement en

terme de biocompatibilité alors que les alliages ayant le pourcentage le plus élevé en argentdonnent des résultats plus défavorables.

En présence de cellules gingivales et épithéliales, l’or n’est pas cytotoxique avec des résultatsproches de ceux de la céramique.

Les alliages à base d’or sont également ceux présentant le potentiel allergique le plus bas.

3°/ Le titane

Généralités

Après avoir conquis la chirurgie orthopédique, le titane s’est imposé comme un élémentincontournable en dentisterie, et devient aujourd’hui un substitut évident à beaucoup dematériaux traditionnels.

Le titane se substitue parfaitement aux alliages non précieux et aux alliages à base depalladium.

Si les qualités du titane sont rapidement apparues très attractives, sa mise en œuvre par contreest longtemps restée un frein à sa généralisation dans les laboratoires.

Aujourd’hui, notamment grâce au dynamisme de nombreux fabricants, la qualité desrestaurations céramo-métalliques sur titane est devenue comparable aux réalisationstraditionnelles avec toutefois des avantages non négligeables en terme de biocompatibilité.

Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro atomique 22.

C’est un métal léger, résistant, d’un aspect blanc métallique, qui résiste à la corrosion. Ilappartient au groupe des Titane avec le zirconium. Le titane employé en odontologie est le plussouvent soit "pur" soit "allié". Le titane dit pur, ou plus exactement titane commercialement pur,présente sur le plan chimique des éléments incorporés tels que l’oxygène, le fer, le carbone,l’azote et l’hydrogène.


Le titane a une faible densité, sa masse volumique est de 4500 kg/m³. Il est le plus léger desmétaux utilisés en dentisterie, il est quatre fois moins lourd que les alliages d’or, et deux foismoins que les alliages non-précieux.

Il a un point de fusion élevé, aux environs de 1720°C selon le degré de pureté.

Il possède une conduction thermique très inférieure aux autres alliages utilisés en prothèse.

Sa dureté est comparable à celle des alliages précieux base or et bien inférieure à celle desalliages non précieux.




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Le titane se présente sous deux formes allotropiques19, c'est-à-dire qu’il existe sous deux formescristallines différentes, α et β.

La température de transformation allotropique se situe entre 882 et 890°C en fonction de laméthode d’obtention du titane et de la présence d’éléments d’addition.

Au dessous de 882,5°C, le titane se présente sous sa forme α, stable de structure hexagonale oupseudo compacte. Au dessus de 882,5°C, la phase β est de structure cubique centrée, stable.

Les alliages de titane peuvent être constitués soit exclusivement par la phase α, soitexclusivement par la phase β, ou encore, le plus souvent, par un mélange des deux. Les alliagesα sont résistants ; les alliages β sont plastiques et sensibles aux traitements thermiques. Il estpossible en faisant varier les proportions de chaque phase, d’obtenir différents compromis.

Rôle des constituants

Tous les éléments d’addition jouent un rôle très important car ils influent à la fois sur lespropriétés de résistance à la corrosion, mais aussi sur les propriétés mécaniques.

- L’azote, le carbone, l’oxygène élèvent le domaine de température dans lequel àl’équilibre, se déroule la transformation α β ; ils stabilisent donc la structure α et sontdits alphagènes.

- L’hydrogène, élément bétagène se dissout principalement dans la phase β conduisant,même pour des faibles teneurs à la formation d’hydrures qui peuvent conduire à desfragilités importantes.

C’est pourquoi, toute manipulation nécessitant la fusion du métal doit se faire sous vide ou sousargon, pour ne pas entrainer de fragilisation importante du titane.

- L’aluminium, élément alphagène, durcit la phase α et on constate une amélioration de

la résistance et une baisse de ductilité ; la tenue au fluage est améliorée.

- Le molybdène, améliore la résistance, la ductilité et le fluage à moyenne température.Il augmente aussi la tenue à l’oxydation.

- Le vanadium, élément bétagène améliore la ductilité, mais baisse la tenue àl’oxydation.

Corrosion et biocompatibilité

Le titane est un métal extrêmement oxydable. L’une des causes de la résistance à la corrosiondu titane et de ses alliages est le développement d’une couche protectrice de quelquesfractions de micromètre, appelée couche de passivation. En cas de rayure de la surface, l’oxydese reformera spontanément en présence d’air ou d’eau. Toutefois, des environnements trèsoxydants ou la présence d’ions fluor, diminuent le caractère protecteur de cette couche d’oxyde.

Le titane fait partie des métaux nobles au sens du potentiel galvanique.

C’est l’un des métaux les plus biocompatibles, avec l’or et le platine, c'est-à-dire qu’il résistetotalement aux fluides corporels. On notera enfin que la teneur extrêmement basse en nickeldes alliages de titane explique l’absence d’allergies.

19 Propriété qu'ont certains corps de se présenter sous différentes variétés (généralement notées α , β ), différant par leurs formes physiques,

arrangements atomiques ou moléculaires (types de liaison, structure cristalline), densités, mais possédant des propriétés chimiques trèsproches.




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La surface des pièces coulées en titane est sujette à la contamination par l’oxygène et interagitavec les matériaux de revêtement. La couche extérieure caractéristique d’une oxydation àhaute température, est un obstacle à la liaison céramo-métallique, il est indispensable de

l’éliminer par sablage à l’alumine non recyclé, avant cuisson de la céramique. Ceci crée desrugosités limitant le risque de fissuration à l’interface. Il est également conseillé de réaliser uneattaque de surface à l’acide (HNO3-HF) pour nettoyer la surface du titane.

Le très faible coefficient de dilatation thermique (9,6x10-6/°C) exige l’utilisation de céramiquespécialement conçue pour le titane, mais la valeur de la liaison est encore inférieure à celleobtenue avec un alliage palladium.Il est préférable de cuire une céramique basse fusion spécifique sous atmosphère réduited’argon plutôt que sous vide.




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Supportsprothétiques à

base de

céramique




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A Généralités

Au début des années 1960 apparaissent les procédés céramo-métalliques qui connaissentrapidement un succès considérable parce qu’ils associent la solidité du métal à la beauté de la

céramique.

Leurs qualités mécaniques permettent d’élargir les indications esthétiques et fonctionnelles. Ilsconcernent aussi bien les dents antérieures que les dents cuspidées, les restaurations unitairesou plurales, les dents pulpées, dépulpées.C’est une véritable révolution, en quelques années ils deviennent le procédé céramique parexcellence.

Cependant, en 1964, Mac Lean et Hugues relancent la couronne « Jacket », en renforçant cettecouronne par un noyau d’alumine sur lequel est cuite la céramique cosmétique.

Le renforcement des qualités mécaniques de ce noyau est significatif puisque les essais derupture atteignent le double de ceux des céramiques dentaires usuelles. Cette évolution marquel’apparition des céramo-céramiques à deux composants.

Même si les appareils céramo-métalliques sont très résistants, l’opacité des infrastructuresmétalliques a encouragé l’élaboration de matériaux tout céramique contenant des composantescristallines plus résistantes que la porcelaine feldspathique traditionnelle.

Il est maintenant possible de réaliser des armatures totalement en céramique (Alumine,Zircone), et l’avènement de la CFAO dans le domaine dentaire est en train de bouleverser lesmœurs et d’apporter des améliorations techniques importantes.

La CFAO dentaire et médicale, inventée en France en 1972, quitte donc sa phase de jeunessepour faire rentrer de plein pied et faire profiter notre métier de toutes les nouvelles technologies

informatiques et robotiques actuelles et futures.

Les céramiques à haute résistance rassemblent essentiellement deux familles de céramiquesbien connues pour leurs très bonnes propriétés mécaniques : l’alumine et la zircone.

Utilisées depuis de nombreuses années dans le domaine médical (prothèses de hanches,implants divers…), elles ont fait désormais leur entrée comme matériau support de lacéramique cosmétique des prothèses céramo-céramiques. Leurs propriétés optiques et leurstempératures de mise en forme (supérieure à 1300°C pour les oxydes purs) réservent leurutilisation à la chape support et excluent une utilisation en substitut des vitrocéramiquescosmétiques actuelles.

Dans l’ensemble, ces céramiques dentaires sont des matériaux réfractaires et inertes

chimiquement dans des milieux agressifs. Ces matériaux sont généralement de mauvaisconducteurs thermiques en comparaison des métaux.

Ces céramiques sont caractérisées par une résistance mécanique en flexion très inférieure à larésistance en compression. Leur module d’élasticité est par contre généralement plus grand quecelui des alliages métalliques. Leur déformation à la rupture est donc très faible.

L’intérêt des systèmes tout céramique réside donc également dans la possibilité, contrairementaux systèmes céramo-métalliques, d’éviter l’utilisation conjointe de matériaux présentant descaractéristiques mécaniques trop éloignées les une des autres et donc non nécessairementoptimisées dans le cadre d’une pérennité à long terme.




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1°/ Propriétés mécaniques

Les céramiques contrairement aux métaux, sont toujours des matériaux fragiles, c'est-à-direcassants sans déformation préalable. En revanche, en fonction de leur constitution, la force àmettre en jeu pour les rompre, est plus ou moins importante et la céramique est dite plus oumoins résistante. Enfin, si la résistance est maintenue lors de sollicitations répétées, la

céramique a une bonne ténacité.

C’est l’augmentation de la résistance et de la ténacité des céramiques qui permet lasuppression du métal comme infrastructure. Ces améliorations des qualités mécaniques sontdirectement liées à la diminution de la phase vitreuse fragile et à l’augmentation des chargesqui sont autant de barrières à la progression des dislocations20.

Les céramiques présentent, comme les métaux, un module d’Young bien défini, c'est-à-dire quele module reste constant pendant l’application d’une charge.

En outre, les céramiques sont constitués d’atomes légers (C, O, Si, Al) et présente une structurecristalline souvent non compacte.

Métaux Alumine Zirconium

Couleur Blanc- aune opaque Blanc translucide Blanc OpaqueDensité 10-19 g/cm3 2,7 g/cm3 6 g/cm3 Dureté HV Max 300 HV Max 1900 HV Max 1300 HVModule d’élasticité 88-130 GPa 300 GPa 210 GPaRésistance à laflexion

Environ 600 Mpa 800-1200 MPa

Ténacité Environ 100 4-5 8-10CDT (25-500°C) 13-17 7,2 – 7,6 10

Deux critères de choix essentiels sont à prendre en considération :

- La pérennité de la prothèse, c'est-à-dire son comportement mécanique ainsi que lastabilité de sa structure physico-chimique (solubilité chimique…).

- La qualité du rendu esthétique, quelles que soient les conditions environnementales.

Ces critères de choix dépendent eux-mêmes d’autres paramètres physico-chimiques mesurablespermettant de différencier entre eux les matériaux.

a ) Dureté

Les céramiques présentent la plus grande dureté de tous les matériaux. Elles sont utiliséescomme abrasifs pour couper, meuler ou polir tous les matériaux, y compris le verre.

b ) Résistance mécanique en flexion

Ce paramètre est pris comme référence dès que l’on veut définir les propriétés mécaniquesd’un système céramo-céramique.

20

En science des matériaux, une dislocation est un défaut linéaire correspondant à une discontinuité dans l'organisation dela structure cristalline.

Propriétés mécaniques




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Les céramiques sont caractérisées par une résistance en traction très faible, une très bonnerésistance en compression et une résistance en flexion moyenne. On estime qu’en situationclinique, la résistance en compression ainsi qu’une flexion restent primordiales. Différentestechniques de mesure de la résistance mécanique en flexion peuvent être envisagées. Deuxd’entre elles font l’objet d’un test normalisé pour les applications dentaires (ISO 6872) :

- La flexion 3 points : un barreau de matériau à tester repose sur 2 appuis et une chargeest appliquée au centre de l’éprouvette.

- La flexion biaxiale : une éprouvette, sous forme de disque, repose sur 3 billes en acierpositionnées à 120° et l’on applique une charge au centre de l’échantillon.

On détermine ainsi la contrainte à la rupture exprimée en MPa.

c ) Résistance à la rupture

C’est la plasticité qui confère aux métaux leur ténacité élevée.

Dans la conception des pièces céramiques il n’est jamais nécessaire d’envisager la défaillancepar plastification de la pièce car la rupture brutale (fragile) dans la zone linéaire d’un essai detraction intervient toujours.

Le fait que les céramiques contiennent toujours des fissures et des porosités diminue largementleur ténacité.

La résistance en traction décroit lorsque la longueur de la plus grande fissure augmente,l’application numérique montre que les tailles caractéristiques des fissures provoquant larupture sont très faibles, de l’ordre de la taille des grains d’un matériau fritté.

Dès qu’une fissure atteint dans un matériau céramique la taille critique, elle se déplace

instantanément sans perte d’énergie alors que dans le cas d’un matériau métallique ayant lamême résistance en flexion, la fracture du métal (matériau ductile) nécessitera une énergiebeaucoup plus importante en raison de la forte déformation qu’il subit avant de casser.

Il existe deux manières d’améliorer la résistance mécanique des céramiques :

- Diminuer la longueur de la plus grande fissure par un contrôle de la granulométrie despoudres et des méthodes de mise en œuvre.

- Augmenter la ténacité à l’aide de composites ou d’alliage, comme en incorporant de lapaille hachée dans les briques ou de la fibre de verre dans le ciment.

Augmentation de ténacité pour un composite à matrice céramique.




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d ) Coefficient de dilatation thermique

Le coefficient de dilatation thermique est caractéristique de l’évolution dimensionnelle d’unéchantillon de matériau en fonction de l’élévation de température.

Pour cela on enregistre avec un dilatomètre la variation de longueur, en micron, d’un barreau du

matériau à tester, à l’aide de capteurs positionnés à chaque extrémité de l’échantillon. On aainsi un coefficient de dilatation thermique exprimé généralement sous la forme : 10-6 C-1

généralement défini entre une température T0 et T.

Dans le cas des céramiques, le CDT dépend étroitement de l’histoire thermique de l’échantillon,c'est-à-dire de la température à laquelle la fusion a été effectuée, de la vitesse derefroidissement et du traitement thermique qu’il a subi.

Le plus souvent une contraction du matériau apparait lorsque la phase stable se forme à plusbasse température. Dans certains cas cependant, une dilatation se produit comme lorsque lazircone se transforme de la phase quadratique stable à haute température à la phasemonoclinique.

Plus la valeur du CDT est élevée, plus le matériau aura tendance à se dilater lors de la cuissonet plus il aura tendance à se rétracter lors du refroidissement.

On comprend aisément la nécessité d’avoir des CDT relativement voisins entre la céramiquestructurale et la céramique de recouvrement afin d’éviter les fêlures de dilatation. Le cas idéalapparait lorsque les coefficients sont similaires, en ayant toutefois un coefficient pour lacéramique de recouvrement légèrement supérieur à celui de l’armature, de sorte à mettre encompression l’infrastructure prothétique.

2°/ Propriétés chimiques

a ) Solubilité chimique

La mesure de solubilité chimique permet de caractériser la faculté d’un matériau à résister àl’attaque chimique d’un milieu liquide censé simuler l’agressivité en milieu buccal.

Les normes ISO 6872 et 9693 décrivent un test consistant à mettre en contact l’échantillon decéramique pendant 16 heures avec une solution d’acide acétique à 4% dans l’eau. Le paramètrecaractéristique retenu à l’issue du test est la perte de masse exprimée en µg/cm². Il varie selonles céramiques de quelques dizaines de µg/cm² à plus de 1000.

b ) Biocompatibilité

La bonne tolérance parodontale des céramiques sans armatures a été cliniquement constatéedepuis la réalisation des premières jaquettes en céramique feldspathique.

Les céramiques utilisées pour la réalisation de prothèses céramo-céramiques appartiennent à laclasse des biomatériaux inertes. Ce concept de céramiques inertes se réfère au comportementstable des matériaux dans le milieu buccal.

Cette biocompatibilité que l’on retrouve avec toutes les céramiques semble davantage liée à lanature du matériau qu’à une hypothétique diminution d’épaisseur du joint dento-prothétique.

En outre, l’utilisation de matériau hautement mimétique évite l’enfouissement systématique du joint dans le sulcus, qui représente une agression immédiate et retardée pour le parodonte

marginal.




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c ) Liaisons céramo-céramiques

Les liaisons céramo-céramiques résultent de la combinaison de plusieurs phénomènes :

- Des liaisons physiques de type force de Van der Vals. Elles interviennent lorsque deuxou plusieurs molécules se lient entre elles sans réactions chimiques grâce à l’attraction

électrostatique intermoléculaire.

- Des liaisons dues aux phénomènes de mouillabilité. La fusion de la céramiquecosmétique sur l’armature assure une bonne adhésion entre matériaux grâce à un bonmouillage dépendant de la température de frittage et de la viscosité des matériauxcéramiques. Cette mouillabilité permet à la céramique d’épouser les irrégularités desurfaces, ce qui améliore le collage par pénétration de la céramique cosmétique dansles micro-rétentions de surfaces.

- Des liaisons mécaniques. Elles sont liées à l’état de surface de la céramique et auxirrégularités qui sont crées durant le traitement mécanique du matériau (usinage,sablage …). Si les rugosités microscopiques peuvent, associées au mouillage des

matériaux entre eux, permettre une bonne liaison céramo-céramique, les rugositésmacroscopiques sont souvent néfastes. Elles peuvent être la source de fissures au seindu matériau tout comme être le siège de rétention d’air qui, par la suite, engendre desremontées de bulles en surface au cours des cuissons de la céramique.

- Des liaisons chimiques : elles se font par migration des éléments au sein des différentsmatériaux céramiques, souvent de type oxyde-oxyde.

Plus encore qu’au travers des différents tests d’adhésion ou de chocs thermiques, c’est au coursdu vieillissement que le comportement des interfaces céramo-céramiques présente un avantagemajeur par rapport aux interfaces céramo-métalliques.

Là ou l’adhésion entre métal et céramique diminue significativement dans le milieu buccal, les

interfaces céramo-céramiques présentent des comportements plus stables tendant à assurer unemeilleure pérennité des reconstructions prothétiques.

B T ypes de support

1°/ L'alumine

L'alumine, ou oxyde d'aluminium [Al2O3], existe à l'état naturel dans la bauxite ou dans desargiles alumineuses du type que l’on retrouve à Grande-Vallée, sous forme d'alumine hydratéemélangée avec de l'oxyde de fer.

L'alumine a été isolée en 1754 par le chimiste allemand Marggraf à partir de l'alun. C'est LouisGuyton de Morveau (1737-1816), collaborateur de Lavoisier, qui baptisa alumine l'un dessulfates contenu dans l'alun.

Pour extraire l’alumine de la bauxite, on utilise le procédé de Karl-Joseph Bayer (découverten 1887) : la bauxite est broyée puis mélangée à de la soude à haute température et soushaute pression pour obtenir l’aluminate de sodium ; cette dernière est débarrassée de sesimpuretés, diluée et refroidie, provoquant la précipitation d’oxyde d’aluminium hydraté et enfin,il est calciné pour obtenir l’alumine.

Ce n’est qu’en 1985, que Michael Sadoun, décrit la technique "In-Ceram®", utilisant unebarbotine d’alumine frittée à 1100°C, renforcées par une infiltration de verre coloré et dérivée

d’une technique industrielle, le "split casting". C’est un progrès décisif et astucieux. Pour la




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première fois, l’alumine est quasiment utilisée à la concentration de 100%, ce qui augmented’un facteur huit, la résistance à la flexion du noyau. Pour pallier à la fois la concentration de labarbotine d’alumine, qui est de 20%, et la nécessité d’une température de frittage élevée(1750°C), Sadoun propose un frittage en phase solide incomplet. Le matériau est un produitporeux aisément usinable qui sera secondairement infiltré avec un verre translucide, ce qui luiconfère la couleur à la résistance mécanique.

a ) Conception de l’armature

La poudre d’alumine dont la granulométrie est comprise entre 0,5 et 0,6µm, est incorporéeprogressivement à un composé liquide associé à un liant.

Apres séchage, la barbotine est soumise à deux traitements thermiques successifs, le frittage etl’infiltration, qui vont conférer à l’infrastructure ses propriétés optiques pour la couleur et latranslucidité, sa résistance mécanique et sa précision dimensionnelle.

La barbotine est placée dans un four pendant six heures à 300°C, puis la température est portéeà 1120°C pendant deux heures, pour aboutir à un frittage en phase solide.

Cette notion de frittage en phase solide est essentielle en raison des propriétés qu’elle confère àl’ensemble. En fait le frittage est incomplet, et c’est la un choix stratégique.

En effet, au lieu de procéder à un frittage complet de la barbotine, qui aboutirait à un retraitlinéaire de 20% de l’armature due à l’élimination des porosités, on procède au remplissage duréseau poreux en l’infiltrant avec un verre liquide coloré à une température proche de 1100°C.

L’objectif de cette opération consiste à modifier à la fois l’aspect et la résistance mécanique decette armature blanche opaque et relativement fragile.

Une poudre de verre coloré, de teinte appropriée est mélangée à de l’eau distillée. La surfaceexterne de l’infrastructure est recouverte de ce mélange. Après séchage, le four est porté à1080°C pendant 2 à 3 heures, le verre se liquéfie. Il devient de plus en plus fluide au fur et àmesure de l’élévation de température, et va totalement infiltrer le réseau poreux qui secomporte comme une éponge.

Après l’infiltration du verre, les propriétés du matériau fritté sont radicalement modifiées. Larésistance mécanique atteint 620MPa.

b ) Composition et propriétés physicochimiques

La céramique d'alumine utilisée dans les prothèses dentaires est une céramique densepolycristalline obtenue à partir d'une poudre d'oxyde d'aluminium compressée à très hautetempérature (1600° C). C'est un matériau stable et chimiquement inerte d'une très grandepureté (>99.5) et de haute densité (>3.94), qui résiste à la corrosion in vivo21.

Sa mouillabilité est plus élevée que celle des métaux et des polymères. Cependant la fabricationde l'alumine de qualité "chirurgicale" requiert une haute technologie et des contrôles de qualitéssévères, dont dépendent étroitement ses propriétés biologiques et mécaniques.

21 Qualifie un processus biologique observé/étudié dans un organisme vivant, par opposition à in vitro.




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Elles sont directement influencées par la qualité du matériau (densité, pureté, taille des grains)et se sont nettement améliorées pendant les 20 dernières années. L'alumine est un matériautrès dur. Sa résistance aux rayures est 30 à 40 fois plus élevée que celle des alliagesmétalliques. Mais c'est aussi un matériau très rigide (E= 380 GPa), possédant une faiblecapacité de déformation et d'absorption des chocs. Les conséquences sont multiples.

L'alumine a une résistance à la fracture relativement faible, ce qui en fait un matériau "fragile"au sens mécanique du terme, dont la déformation sous contrainte est linéaire sans aucunedéformation plastique jusqu'à fracture. Plusieurs études ont insisté sur le risque fracturaire maisla plupart utilisaient une qualité de matériau médiocre et/ou une conception inadaptées.

c ) Propriétés biologiques

L'alumine est un matériau biologiquement inerte qui provoque une réponse tissulaire trèspauvre.

La réponse biologique aux particules d'alumine est très nettement moins intense que celle des

particules de métaux.

2°/ La zircone

L’origine du mot Zircone remonte à la nuit des temps. La pierre précieuse ayant la compositiondu sable de zircone, est appelée zircone par les minéralogues. Ce nom vient du perse ZAR GUNet veut dire à peu près COULEUR D’OR.

Au Sri Lanka, on trouvait également ces pierres précieuses que l’on a longtemps prises pour desdiamants. Comme le gisement principal se trouvait à Matara, une des ville de Ceylan, on lesappela diamants de Matara.

Au Sri Lanka, en 1892, Joseph Baddeley découvrit le premier gisement de ce minerai rare àl’état naturel, et par la même occasion lui donna son nom. C’est ainsi que ce minerai se nommela Baddeleyit.

La zircone permet de réaliser des infrastructures blanches ou colorées, unitaires ou bridges jusqu'à 12 éléments en toute sécurité, ainsi que la réalisation de piliers d'implants. Sonexcellente biocompatibilité élimine tout risque de largage d'ions métalliques dansl'organisme. Sa parfaite résistance à la rupture, 4 fois supérieure à celle de l’alumine en fait lematériau de choix pour les reconstructions prothétiques sur pilier naturel ou implantaire.

a ) Conception de l’armature

Le dioxyde de zirconium utilisé en prothèse dentaire est obtenu à partir des minéraux naturelsde zircon principaux.

Une transformation chimique est nécessaire pour obtenir une céramique à partir de l’élémentzirconium. Par définition les céramiques sont des matériaux « brûlés ». Ce brûlage conduit àune oxydation. À partir du zirconium absorbant l’oxygène, (O2) se forme le dioxyde dezirconium (ZrO2).

Par un processus de dissolution / précipitation, on obtient un sel de chlorure auquel onadditionne de 3 à 5% d’un sel de l’yttrium.




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L’oxyde d’yttrium est utilisé à cette étape car il offre les meilleurs résultats quant à la stabilitéde la zircone pour des applications mécaniques. En effet il faut savoir que jusqu’à 1170° lematériau est stable. Sa structure cristalline est composée de tétraèdres à côtésparallélépipédiques. C’est la phase monoclinique.

Avec l’augmentation de la température, la zircone s’organise en structure métastable (de 1170°

à 2370°) Avec des cristaux tétragonaux à angles droits. C’est la phase quadratique outétragonale.À partir de 2370° apparaissent les cristaux cubiques. C’est la phase cubique qui se maintient

jusqu’au point de fusion à 2690°.

Les propriétés mécaniques de la zircone dépendent de la phase sous laquelle elle se présente.Assez modestes pour les phases monoclinique et cubique ; elles deviennent très importantespour la phase quadratique.

Par l’addition de faibles quantités (3 % à 5%) d’oxydes tels que MgO, CaO, ou Y2O3, on peutpartiellement stabiliser la phase quadratique métastable jusqu’à la température ambiante.On parle de zircone partiellement stabilisée. La zircone partiellement stabilisée présente une

propriété physique particulièrement intéressante, appelée « renforcement par micro fissuration» qui est liée à la différence de volume entre la phase monoclinique plus volumineuse de 3 à5% que la phase quadratique. Lors d’un apport d’énergie ; à la pointe d’une fissuration parexemple, la phase quadratique se transforme instantanément en phase monoclinique stable etplus volumineuse. L’énergie de propagation de la fissure est absorbée et la fissuration estarrêtée "coincée" par l’augmentation du volume de la zircone monoclinique.

Après avoir procédé à une hydrolyse puis à un séchage et enfin à une calcination, la poudreainsi obtenue sera désaglomérée et broyée. La taille des grains devra impérativement resteraux environs de 0,6 microns après frittage. La stabilisation en phase quadratique , par l’yttriumétant délicate avec des grains de dimensions supérieures.

La poudre ainsi obtenue est mise en forme avant frittage. À ce stade, il est indispensable d’yincorporer des éléments minéraux et organiques avant le pressage isostatique. La poudre estmise en forme dans des moules polymères déformables auxquels on applique une pressionisostatique sur toute leur surface. Cette pression pouvant atteindre 3000 bars permet d’éliminertout espace entre les grains et densifie au maximum le matériau cru.

Un frittage vers 1000° lui confère une dureté suffisante permettant un usinage aisé puisque laconsistance ainsi obtenue est proche de celle de la craie ou du plâtre.

On distingue deux types de zircone, utilisée pour la réalisation d’armatures prothétiquessupports de céramique, la zircone TZP et la zircone HIP.

La zircone HIP

HIP signifie HOT ISOSTATIC PRESSING.

C’est en 1993, que fut développée la zircone dite H.I.P. qui résulte d’une opération isostatiquede compactassions à haute température.

Comme expliqué précédemment le procédé de fabrication est sensiblement le même.

La zircone HIP est depuis plus longtemps sur le marché, on peut d’ores et déjà parler d’un reculde 10 ans. Les blocs de zircone sont pressés isostatiquement à 1500° ce qui veut dire qu’ils

sont frittés.




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Les blocs ont déjà atteint leur dureté maximale. Aux environs de 1300 MPA ou plus.L’avantage incontestable est qu’il n’y aura plus de variation dimensionnelle. Les bridges nepourront plus changer de forme ou de dimension.

Par contre cette zircone HIP est très difficile à usiner ; la zircone étant un matériau très

résistant au meulage et à l’usinage.

La zircone HIP est blanche et nécessite un liner afin d’obtenir un meilleur rendu esthétique.Seules des machines issues des techniques CAD /CAM ou CFAO peuvent usiner les blocs dezircone HIP. Elles doivent être puissantes et résistantes. Elles sont de ce fait très coûteuses.Quant aux fraises, elles ne résistent pas longtemps à l’usinage.

La zircone TZP

TZP signifie TETRAGONAL ZIRCONIA POLYCRISTALS.

La zircone TZP est arrivée plus tard sur le marché de la prothèse sans métal. La premièremachine usinant la zircone TZP dont nous avons eu connaissance était la LAVA CAM de la firmeESPE.

Puis de nombreuses autres machines CAD CAM (CFAO) ont fait leur apparition. L’avantage defraiser une zircone préfrittée est incontestable, puisque les blocs de zircone TZP ont laconsistance d’une craie très homogène. Il faudra par contre prendre en compte que la zirconeTZP rétracte lors du frittage, et de beaucoup, puisque l’on évalue cette rétraction entre 25 % à30 %.

Les maquettes seront donc toutes fraisées plus grandes de 25 % à 30 % afin d’avoir ladimension exacte après frittage. Les pièces usinées devront être frittées. Et ceci à haute

température (1500°) ce qui implique de disposer d’un four performant et très précis.

b ) Composition et propriétés physicochimiques

Les céramiques zircones sont caractérisées par :

- La pureté. L’oxyde de zirconium est purifié par un procédé chimique de dissolution-précipitation.

- La densité doit être proche la plus proche possible de 100%, ce qui correspond à une

densité de 6,1g/cm3

.

- La porosité doit approcher zéro, la taille des grains doit être inférieure à 0,6µm.

La zircone a une résistance à la flexion supérieure à 1500Mpa, une résistance à la torsionsupérieure à 800MPa, et une relative élasticité grâce à un module de Young relativement bas de200GPa. Sa dureté Wickers est d’environ 1200MPa.

c ) Biocompatibilité

On ne distingue aucune réaction chimique avec la zircone.




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Aucune toxicité ou allergie n’est connue, il n’y a pas de réactions de bimétallisme possible. Demême, on ne constate aucun problème de plaque dentaire, car aucune accroche n’est possible.

On observe une excellente réponse des tissus gingivaux en présence d’armatures en zircone,d’où l’aspect très naturel des prothèses, elles émergent d’une gencive rose et saine qui laissepasser la lumière.




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Discussions




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A Critères de choix d’un alliage métallique

L’introduction de la couronne céramo-métallique (CCM) depuis plus de 40 ans a apporté un

progrès considérable pour la réalisation de restaurations prothétiques esthétiques.

La CCM est l’artifice le plus sûr et le plus éprouvé cliniquement du fait de son application enclinique depuis de nombreuses années. Elle est en quelque sorte la norme de référence pourl’évaluation de procédés de restauration innovants dans le domaine de la prothèse dentaire.

Cependant l’absence de translucidité des armatures métalliques a une répercussion sur l’aspectesthétique des restaurations céramo-métalliques. Il existe en outre un risque d’allergie auxmatériaux en particulier pour les alliages non précieux (nickel, cobalt ou chrome).

Il faudrait éviter d’introduire en bouche une prothèse à base de nickel-chrome chez un patientdéjà appareillé avec des métaux nobles. Les rapports de surface anode-cathode sont dans cecas défavorables. Introduire une prothèse à base de métaux précieux chez un patient portantdes prothèses en non précieux, est à priori moins problématiques. Dans tous les cas, on veilleraà ce que la surface anodique reste la plus grande.

La sélection d’une famille d’alliage est effectuée en fonction de critères fonctionnels, techniques,esthétiques et économiques.

Les critères fonctionnels concernent les sollicitations mécaniques de la pièce prothétiquecomme par exemple :

- Les travées de bridge de longue portée interdiront le choix d’un alliage à haute teneuren or.

- L’espace disponible et la rigidité requise sont déterminants : une faible hauteurproximale disponible conduit le praticien à choisir les alliages les plus rigides,généralement les alliages non précieux du type cobalt-chrome ou nickel-chrome.

- L’épaisseur minimale des chapes et armatures ainsi que le volume de la céramiquepour les éléments esthétiques sont évalués.

Les critères esthétiques intéressent surtout l’incidence de la couche d’oxyde de l’alliage sur lateinte de la céramique.

Les critères techniques se rapportent au fait qu’un bon alliage est un alliage dont lescaractéristiques spécifiques sont systématiquement reproductibles par chaque laboratoire :coulée, brasage ou assemblage, usinage, qualité de la liaison métal céramique.

Les critères économiques doivent aussi être pris en compte.

Un alliage précieux base or est deux fois plus dense qu’un alliage chrome-cobalt et quatre foisplus dense que le titane. L’évaluation du cout des éléments prothétiques est délicate car lepoids de l’alliage à utiliser ne peut être exactement défini avant la coulée.

Dans tous les cas, le consentement éclairé pour le traitement envisagé, signé par le patient estnécessaire. Ce consentement pourra expliciter les raisons du choix de l’alliage.




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Les alliages non précieux à base de nickel-chrome sont les plus utilisés mais ils tendent à êtreremplacés par des alliages cobalt-chrome sensés être moins allergisant et plus résistants.

Les qualités mécaniques des alliages non précieux autorisent des coulées d’épaisseur de 2 à3/10e de millimètres pour les chapes. Les embrasures même dégagées ont une granderésistance.

Les performances mécaniques des alliages cobalt-chrome sont supérieures à celles des alliagesnickel-chrome.

Chaque fois qu’il y a suffisamment de piliers et une hauteur prothétique coronaire adéquate, onutilise des alliages à base de nickel-chrome pour lesquels le façonnage et la cuisson de lacéramique sont les plus fiables.

Dans les reconstitutions de très longues portées et lorsque la hauteur coronaire est faible, les

alliages à base de cobalt-chrome sont utilisés.

Les alliages base cobalt sont utilisés de préférence pour les prothèses combinées à attachementque ce soit pour la partie fixe comme pour la partie amovible.

Bien qu’ayant un comportement sensiblement différent sur le plan électrochimique, les alliagesbase nickel et base chrome sont compatibles entre eux et le risque de polymétallisme est faible.Une coiffe peut être scellée sur un alliage de la même famille (inlay-core) ou sur unereconstitution complexe en composite, compomère ou ciment verre ionomère avec ou sansancrage radiculaire.

Il convient au titre du principe de précaution, de ne pas fixer un élément prothétique sur unamalgame d’argent. Par ailleurs il serait préférable d’éviter d’utiliser des alliages Ni-Cr qui sontreconnus comme étant à l’origine de maladies professionnelles dans les laboratoires deprothèse par la CRAM22.

B Critères de choix d’un support céramique

En comparaison, les restaurations céramo-céramiques présentent un potentiel esthétique plusélevé en raison de leur translucidité et de leur transparence améliorée. Leur biocompatibilitéexceptionnelle ainsi que leur faible affinité pour la plaque dentaire en font un matériau idéalpour les restaurations dentaires.

Pour la fabrication des couronnes céramo-céramiques, il est nécessaire de disposer de systèmesde restaurations céramiques présentant des propriétés mécaniques améliorées, sinon, il faudras’attendre à des échecs cliniques précoces.

L’élargissement des indications des systèmes céramo-céramiques n’a pu être obtenu qu’àtravers l’utilisation de céramiques présentant une résistance vraiment augmentée comme parexemple pour l’oxyde d’aluminium ou l’oxyde de zirconium.

22 Caisse Régionale d’Assurances Maladie




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L’utilisation d’armatures poreuses en oxyde d’aluminium infiltrées de verre fortement vitrifiéesconduit à un pronostic clinique satisfaisant pour les couronnes unitaires et les petits pontsantérieurs.

La fabrication de ponts postérieurs avec ce matériau n’est pas recommandée du fait de leurspropriétés mécaniques limitées.

Pour le secteur postérieur, les restaurations céramo-métalliques furent pendant longtemps laseule combinaison de matériaux disponible présentant une longévité clinique suffisante.

Du fait de sa résistance encore augmentée par rapport à l’oxyde d’aluminium, l’oxyde dezirconium stabilisé à l’oxyde d’yttrium est le matériau approprié pour la réalisation d’armaturesen céramique pour bridges postérieurs.

Suite aux nombreux essais d’usure et tests mécaniques, on peut affirmer que l’oxyde dezirconium Y-TZP présente une résistance mécanique satisfaisante pour des applications clinique

en prothèse dentaire sur une durée d’utilisation physiologique de 50 ans.

La résistance à la rupture statique est deux à trois fois plus élevée pour les bridges postérieursfraisés de trois éléments à base d’oxyde de zirconium par rapport aux ponts de trois élémentsen alumine.

Des essais in vitro de résistance à la rupture pour les couronnes antérieures à base d’oxyde dezirconium ont donné des résultats comparables à ceux des CCM en alliages précieux.

L’oxyde de zirconium stabilisé à l’yttrium ne possède pas seulement l’avantage d’avoir unerésistance extrêmement élevée, il est aussi un matériau translucide. Avec une transparenced’environ 50% en lumière incidente, il est possible de donner un aspect naturel à la prothèse. Enmême temps, la semi-opacité permet aussi le montage en présence de moignons dentairescolorés.

Il y a en plus la possibilité d’utiliser des blocs d’oxyde de zirconium pré-colorés afin d’optimiserencore davantage les propriétés esthétiques.

L’oxyde de zirconium stabilisé est un matériau idéal pour réaliser des restaurations prothétiquesparfaitement ajustées du fait de ses propriétés esthétiques, de son excellente biocompatibilitééprouvée ainsi que de sa faible conductivité thermique.

C Indications à respecter

Métaux Al2O3 ZrO2

Antérieures 6 mm2 8-12 mm2 6-12 mm2

Postérieures 6 mm2 10-16 mm2 9-16 mm2

Epaisseur des connexions de bridges à respecter.




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Les alliages permettent les connexions de bridge les plus fines, avec 6mm² carré nécessaires,alors qu’on a besoin quasiment du double pour des connexions en Alumine. On arrive avec la

Zircone à fabriquer des armatures dont les connexions sont quasiment de même taille que pourles métaux, mais, l’avantage est donné ici aux alliages avec lesquels on peut réaliser lesconnexions de bridges les plus fines.

Métaux Al2O3 ZrO2

Antérieures 0.3 mm 0.5-0.7 mm 0.4-0.6 mm

Postérieures 0.3 mm 0.6-0.8 mm 0.6 mm

Les alliages possèdent également les meilleures capacités quant à l’épaisseur des parois minimumà respecter, mais leur opacité totale est un gros handicap pour l’esthétique face à des matériauxtranslucides tels que l’oxyde d’alumine et l’oxyde de zirconium.

Métaux Al2O3 ZrO2

Antérieures 1.5 mm 1.5 mm 1.5 mm

Postérieures 2.0 mm 2.0 mm 2.0 mm

L’épaisseur de céramique minimum à appliquer est la même quelle que soit le type de matériauutilisé. Il faudra cependant veiller à prendre en compte l’épaisseur de l’armature et des connexionsen fonction de l’espace occlusal disponible.

Voici un tableau récapitulatif, résumant les diverses utilisations envisageables avec les matériauxservants de support prothétique à la céramique :

Epaisseur minimum des parois.

Epaisseur minimum de céramique de recouvrement




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D Normes

Une norme est un document élaboré par consensus, sous l’égide d’un organisme denormalisation, par l’ensemble des acteurs d’un marché : producteurs, utilisateurs, laboratoiresde recherche, organisations professionnelles …

En application de la Directive Européenne 93/42, tous les produits utilisés pour la fabrication des

prothèses doivent être conformes aux normes en vigueur.

La présence de la marque NF, constitue pour l’acheteur et l’utilisateur, l’assurance de la qualitédes produits certifiés.

En ce qui concerne les alliages dentaires, très peu de normes portent sur ces matériaux. Onpeut constater que 6 normes (cinq sur les alliages proprement dits et une sur leur corrosion)sont des normes internationales reprises en normes françaises, ce sont des normes NE EN ISO.

• NF EN ISO 6871-1 Avril 1997

Alliages dentaires non précieux à couler.Elle prescrit les exigences et les méthodes d’essai relatives aux alliages dentaires à couler

à base de cobalt qui peuvent être utilisées pour la fabrication de prothèses dentaires adjointesamovibles.

• NF EN ISO 6871-1 Avril 1997

Alliages dentaires non précieux à couler.

Elle prescrit les exigences et les méthodes d’essai relatives aux alliages dentaires à coulerà base de cobalt qui peuvent être utilisées pour la fabrication de prothèses dentaires adjointesamovibles.

• NF EN ISO 8891 Novembre 2000

Unitaire Petit bridgeantérieur

Bridgepostérieur Grand bridge

antérieur

Grand bridgepostérieur

Métaux

Al2O3

ZrO2

Indications




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Alliages dentaires à couler avec une teneur en métaux précieux supérieure ou égale à 25%et strictement inférieure à 75%.

Elle établit la classification et fixe les exigences et les méthodes d’essai des alliagesdentaires à couler dont la teneur en métaux précieux est supérieure à 25% (en poids), maisstrictement inférieure à 75%. Elle est applicable aux alliages dentaires à couler adaptés à a

fabrication des restaurations et appareils dentaires.

• NF EN ISO 1562 Avril 1995

Alliages dentaires d’or à couler.

Elle établit la classification et fixe les prescriptions et méthodes d’essai relatives auxalliages dentaires à couler à base d’or contenant au moins 75% (en poids) d’or et de métaux dela mine du platine. Elle n’est pas applicable aux alliages destinés à la sous-structure d’unerestauration céramo-métallique qui sont traités dans l’ISO 9693.

• NF EN ISO 9693 Décembre 2000

Systèmes pour restaurations dentaires métallo-céramiques.

Elle spécifie les exigences et les méthodes d’essai pour les matériaux céramiquesdentaires traités par coulage ou usinage, et pour les céramiques convenants pour être utiliséesdans la fabrication des restaurations dentaires métallo-céramiques.

• NF S 91-249 Décembre 1997

Alliages dentaires pour restauration métallo-céramique.

Elle spécifie les prescriptions et les méthodes d’essai associées pour les alliages dentairesappropriés pour la fabrication de restaurations dentaires métallo-céramiques.

• NF S 91-141

Biodégradabilité des alliages métalliques utilisés en art dentaire – Normalisation d’essaisélectrochimiques.

• NF EN ISO 10271

Produits dentaires métalliques – Méthodes pour les essais de corrosion.

• PR NF EN ISO 16744

Art dentaire – Matériaux métalliques pour les restaurations fixes.

Les céramiques utilisées pour la réalisation de prothèses dentaires céramo-céramiques doiventrépondre aux Exigences Essentielles des dispositifs médicaux sur mesure dans le cadre de ladirective européenne 93/42.

Une norme est actuellement disponibles concernant les méthodes d’essais des matériaux encéramique pour prothèses :

• NF EN ISO 6872 - 1995

Céramiques dentaires, et son amendement ISO 6872/A1 de 1997 transposé en normeEN/ISO 6872 en 1998 puis en norme NF EN ISO 6872 en mars 1999.




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CONCLUSION

Les matériaux utilisables comme support pour les armatures de reconstruction céramique sontmultiples et variés.

Que ce soient les alliages métalliques aux propriétés bien connues et utilisées depuis plusieursdécennies en prothèse dentaire mais qui ont comme principal défaut leur opacité, ou lesnouveaux matériaux à base de céramique qui tendent à se développer de plus en plus avec ledéveloppement de la Conception Fabrication Assistée par Ordinateur, le choix pour le praticienest varié.

Il faudra prendre en compte tous les critères pour déterminer le type de support à utiliser :

- les propriétés mécaniques que devront satisfaire les armatures (niveau antérieur oupostérieur) ;

- les matériaux déjà présents en bouche pour éviter tous risques d’allergies, debimétallisme pour le patient ;

- l’espace occlusal et prothétique disponible ;

- les critères esthétiques pour effectuer une "restauration invisible" ;

- le cout.

Les alliages présentent les meilleures propriétés mécanique mais les nouveaux matériauxcéramiques tendent à les rattraper sur ce point, avec en plus un net avantage esthétique.

Nous pouvons avancer sans risque que ces nouveaux matériaux vont prendre une place de plusen plus importante dans les reconstructions prothétiques céramique, d’autant que la SécuritéSociale envisage de rembourser en partie les reconstructions utilisant ces nouveauxbiomatériaux.

Le métier de prothésiste dentaire est donc en plein tournant, les techniques de fabrication

tendent à se moderniser et l’aspect humain prend une place de moins en moins importante auprofit de techniques technologiques (CFAO pour les armatures, stellites …).

Mais ces matériaux qui paraissent si novateurs confirmeront-ils leurs caractéristiques tantavantageuses ? Quels matériaux seront les matériaux de demain ?

Et si l’on pouvait un jour réimplanter des dents naturelles ? Espérons que ce ne sera pas pourtout de suite … !




BTM 2008

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BIBLIOGRAPHIE

Brochures et fascicules

Brochure Metalor, " Résistance à la corrosion et biocompatibilité des alliages dentaires ". Brochure Flamarc sur le titane. Brochure Nobel Biocare, “ NobelEsthetics incluant Procera “. Brochure Nobel Biocare, “ NobelEsthetics & Procera ”. Brochure Bego avec fiches de données techniques. Brochure Bego, " La technique des châssis métalliques ". Brochure Bego, " Alliages non-précieux pour la céramo-métallique ". Industrie 2020, " Comment anticiper et maitriser les technologies du futur ? ". Division Dentaire, " La corrosion en milieu buccal ".

Dossiers

RFPD Actualités n°20. Le petit journal de Synergis Innovations, La quenotte N°2. Le Zirconium, de la société Zirconzahn. Technologies Dentaire N°235, " Avec Sygma, il est temps de passer au chrome-cobalt ". Technologies Dentaires N° 214. " Des alliages Chrome-cobalt pour couronnes et bridges ? ", du Dr Strietzel. " Prothèses monoblocs céramo-titane unitaires et plurales ", de P.Barthèlemy et J-F Barret,

dans les cahiers de la prothèse N°132. " Le bridge entièrement en céramique : étude mécanique et application clinique ", de

L.Pierrisnard, D.Augereau, M.Jacou, F.Lefèvre, M.Barquins, dans les cahiers de la prothèseN°109.

" Evaluation clinique sur cinq and de couronnes Procera entièrement en céramique ", de

A.Odén, M.Anderson, I.Krystek-Ibdracek, D.Magnusson, dans les cahiers de la prothèseN°105.

" Céramique sans armature métallique ", de M.Laurent, G.Aboudharam, O.Laplanche,G.Laborde, dans les cahiers de la prothèse N°119.

" Modification de la couleur des couronnes céramo-métalliques sous l’influence de chapes enalliage riche en palladium ", de MM. Stavridakis, E.Pagaoglou, RR.Seghi, WM.Johnston,WA.Brantley, dans les cahiers de la prothèse N°130.

Etudes des matériaux et alliages, " La métallographie ". EPFL, Cour de choix des matériaux, semestre d’été 2003, " Etude de cas : choix des

matériaux pour une prothèse dentaire ". " Alliages, brasures et porcelaines ", de Robert Nyst. Développements et Santé, Bulletin d’Informations Technologiques du CLTS, " Les grandes

familles de matériaux utilises dans le domaine médical, les biomatériaux ".

Ouvrages

" Aide Mémoire Métallurgie ", de Guy Murry,

aux Editions DUNOD. " Les alliages dentaires ", Dossier de presse de

l’ADF. " Les céramo-céramiques ", Dossier de presse

de l’ADF. " L’ABC de l’allergie ", de Ztm A.Noll et Dr

R.Strietzel, édité par BEGO BremetGoldschlägerei.



Guide clinique, " De la céramo-métallique à la céramo-céramique ", du Dr Sven Rinke, pourla société DEGUDENT.

Sites Internet

http://www.ferylabor.be http://www.espacedentaire.com http://www.zirconlab.com http://www.art-of-design.com http://zirconlab.arts-techniques-dentaires.com http://symphyse.com http://www.esthetique-ceram.com http://www.wikipedia.com http://www.adf-asso.fr http://cat.inist.fr http://www.cda.adc.ca http://www.periodictableonline.com http://www.informationdentaire.com http://www.labo-dentart.fr http://www.sceram.com http://www.couronne-ceramique.com

Divers

Fiches de données de sécurité sur les alliages Flamarc. Fiches de données de sécurité et certificats Himalaya Dental. Fiches de données de sécurité Dentaurum. Documents Metalor. Cours de Lionel Flandin, " Verres et Céramiques ", IUT de Chambéry, Cours SGM1. Cours de Claire Manaranche, " Etude sur la corrosion des alliages dentaires ", Septembre

2003. Marque NF 087, NF DENTAIRE, INFORMATION, AFAQ AFNOR Certification. Thèse pour le DE de Docteur en chirurgie dentaire, de 1996, N°421096, « Evaluations

électrochimiques et biologiques d’alliages dentaires » de Philippe Rocher. Thèse pour l’obtention du grade de docteur soutenue le 11 octobre 2006, « Elaboration et

caractérisation de micro et nano-composites alumine-zircone pour applicationorthopédique » de Dan Gutknecht.

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