Soutenance mémoire
Les matériaux composites sont régulièrement utilisés en dentisterie restauratrice, que ce soit à la suite de fracture coronaire, de caries, ou encore de lésions cervicales d’usure. Leur mise en place suit un protocole précis, cependant l’état de surface final obtenu ne pourra satisfaire le praticien, que ce soit d’un point de vue esthétique et fonctionnel. Ainsi une étape de polissage sera indispensable pour retrouver un état de surface proche de celui de l’émail et ainsi assurer une bonne esthétique, une compatibilité parodontale, une pérennité de la restauration et éviter la reprise carieuse. Cette étape devra occuper un temps relativement important du soin, et ne devra pas être négligée.
Différents types de résines composites
Il existe différentes classifications, selon le référentiel choisi :
➢ Selon la viscosité,
➢ Selon le mode de polymérisation,
➢ Selon l’indication clinique,
➢ Selon la taille des charges,
Ce dernier critère est actuellement le plus utilisé pour classer les composites. En effet, la taille des charges influence fortement les propriétés cliniques de ces derniers. Il faut savoir qu’à l’heure actuelle, aucune classification n’a été universellement adoptée. Nous allons donc voir 3 types de matériaux composites, selon la taille de leurs charges, et présentés dans un ordre chronologique de leur apparition.
Les résines composites macrochargées
Elles sont apparues les premières, au cours des années 60. De viscosité moyenne et chémopolymérisables, elles sont constituées d’un mélange de monomères et de macroparticules. Les charges avaient une taille comprise entre 1 et 40µm, et représentaient environ 60% du matériau. (4) Ces résines avaient une bonne résistance mécanique, mais un état de surface médiocre. Ne permettant plus de répondre aux impératifs cliniques, elles ont récemment disparu du marché.
Les résines composites microchargées
Dans le but d’améliorer l’état de surface et l’esthétique des composites, sortent les composites microchargés dans les années 70. Leur viscosité est variable, pouvant être fluide, moyenne ou compactable. On retrouve des particules de SiO2 de 0.04µm, représentant 40 % du volume et qui augmentent la viscosité du matériau, forçant les fabricants à rajouter des charges prépolymérisées de 10 et 50µm de diamètre pour les rendre utilisables. (1) Grâce à ces particules de dimensions inférieures, on obtient un état de surface poli et lustré, une résistance à l’usure améliorée mais les propriétés mécaniques sont diminuées.
Les résines composites hybrides
Ces matériaux sont commercialisés depuis les années 80, et représentent la plus grande famille de composite (95%). Leur nom vient du fait qu’ils sont composés de particules de charges de tailles et de compositions différentes. Cela permet d’allier les avantages des deux précédentes familles, et ainsi de proposer des matériaux présentant des qualités mécaniques satisfaisantes et une bonne esthétique. Etant la famille la plus importante et la plus diversifié, on peut la subdiviser en fonction de la taille de la macrocharge :
➢ Hybrides : La taille moyenne des charges est de 3µm. Elles possèdent de bonnes propriétés mécaniques, mais de moins bonnes qualités esthétiques que les autres résines hybrides, et sont donc indiquées en recouvrement (substitut dentinaire).
➢ Microhybrides : Apparues au cours des années 90, elles présentent une taille des charges réduite (< 1µm), ainsi qu’une modification de la forme et de la répartition de ces charges, permettant une meilleure distribution des charges (75% ayant une taille inférieure à 1µm). Ainsi, on obtient à la fois des propriétés mécaniques et esthétiques répondant aux exigences des secteurs postérieurs et antérieurs.
Dans les années 2000, l’apport de la nanotechnologie va encore permettre d’améliorer les matériaux composites. En diminuant encore la taille des charges, on améliore l’esthétique, l’état de surface, la polissabilité et la résistance à l’usure. Également, on va pouvoir augmenter le pourcentage de charges, entrainant une diminution de la rétraction de prise et une augmentation des propriétés mécaniques.
Grâce à ces améliorations, deux nouveaux types de composites apparaissent :
➢ Les matériaux composites microhybrides nanochargés : ils ont une structure comparable aux microchargés tout en possédant les caractéristiques mécaniques des microhybrides. La charge est constituée de nanoparticules, de 20nm, dont une partie est regroupée en agglomérats appelés « nanoclusters », qui font eux 75nm. Les nanocharges sont directement combinées à la résine. Parmi les avantages, on retrouve une faible abrasion et un état de surface lisse, assurant une brillance et un poli durables dans le temps.
➢ Les matériaux composites nanohybrides : ils ont une structure de composite hybride dont les microcharges sont remplacées par des nanoparticules. Il existe des composites nanohybrides complexes composés de nanoparticules, de microcharges et de charges organiques de prépolymère.
Il existe donc une grande diversité de familles de composites, mais également à l’intérieur d’une même famille. L’appartenance à une famille ne détermine pas les propriétés mécaniques et esthétiques d’un composite. De plus, chaque situation clinique est différente, nécessitant une adaptation du choix du matériau. Ce choix devra être fait par le praticien, dans le but d’obtenir les meilleurs résultats, d’un point de vue mécanique mais également esthétique. Les matériaux sont également sensibles, demandant une mise en œuvre minutieuse et exigeante afin de permettre au composite d’exprimer toutes ses qualités. La rigueur du praticien sera donc primordiale pour assurer une restauration de qualité.
Propriétés
Mécaniques
a. Résistance à la flexion
La résistance à la flexion permet d’évaluer, dans le cadre des composites, la capacité d’un matériau à supporter des forces masticatoires. En effet, au niveau des dents postérieures, des forces allant jusqu’à 200MPa peuvent être générées. Pour l’évaluer, on utilise la norme ISO-4049, permettant de simuler les contraintes occlusales. Ainsi les valeurs obtenues ont un intérêt clinique, et doivent être supérieures à 80MPa. Les résultats démontrent ainsi une meilleure résistance générale des hybrides, bien que certains composites microchargés ou fluides peuvent être meilleurs.
b. Résistance à la traction
Pour cette donnée, on effectuera un test de compression latérale. Celui-ci nous renseignera sur la résistance du matériau aux forces latérales. Encore une fois, les composites hybrides sont ceux présentant les meilleurs résultats, devançant les macrochargés. Les composites microchargés et les fluides en revanche présentent de moins bons scores, notamment inférieurs à l’amalgame. (1)
c. Module de Young
Le module de Young ou module d’élasticité représente la rigidité du matériau, et permet d’apprécier le comportement sous une contrainte du matériau. On obtient ainsi une valeur déterminant la contrainte entrainant une déformation irréversible du matériau. C’est donc un paramètre très important en dentisterie, jouant un rôle important dans la prévention des récidives de caries, des discolorations et des infiltrations. En effet, plus le module de Young sera élevé, plus le matériau sera rigide et donc sujet aux fractures. A l’inverse, s’il est faible, le matériau aura la capacité de suivre les contraintes dentaires sans fracture. De fait, les composites fluides et microchargés seront ceux présentant un module d’élasticité le plus faible, les indiquant donc pour les restaurations avec des contraintes élevées (classe V), tandis que les composites hybrides auront une rigidité plus élevée.
d. Aptitude au polissage
Elle permet d’évaluer la capacité du matériau à être poli, donc d’obtenir une bonne finition esthétique. Pour cela, on étudie le paramètre de rugosité Ra. Ce Ra devra tendre vers 0,2µm, qui est la valeur seuil de rétention de la plaque alimentaire, et ne devra jamais dépasser 0,62µm qui est la valeur de l’émail. (6) L’aptitude au polissage d’une résine composite dépend de la taille des charges. En effet, le polissage s’effectue en arrachant une particule, et non par grappe si elles sont reliées (nanoclusters). Ainsi les composites présentant les meilleurs résultats sont les nanohybrides.
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Table des matières
I. Introduction
II. Généralités sur les composites
A. Composition
1. La matrice organique
2. Les charges
3. Agent de couplage
B. Différents types de résines composites
1. Les résines composites macrochargées
2. Les résines composites microchargées
3. Les résines composites hybrides
C. Propriétés
1. Mécaniques
a. Résistance à la flexion
b. Résistance à la traction
c. Module de Young
d. Aptitude au polissage
2. Physico-chimiques
a. Rétraction de polymérisation
b. Propriétés thermiques
c. Absorption hydrique et solubilité
3. Conséquences cliniques
D. Usure des composites
1. Définition
2. Différents types d’usures
3. Facteurs d’usure des composites
III. Généralités sur le Polissage
A. Définition et intérêt
B. Principe de fonctionnement
1. Abrasion
2. Action sur le substrat
3. Facteurs d’abrasion
a. Taille des particules abrasives
b. Forme des particules abrasives
c. Dureté de l’abrasif
d. Vitesse d’abrasion
e. Pression exercée
f. Lubrifiant
C. Instrumentation
1. Fraises diamantées
2. Fraises multi-lames
3. Disques abrasifs
4. Embouts en silicone
5. Pâtes de polissage
D. Etat de surface : comparaison au microscope
1. Comparaison émail – composite brut
2. Matrice celluloïde
3. Fraises diamantées
4. Fraises multi-lames
5. Disques abrasifs
6. Embouts en silicone
7. Conclusions cliniques
IV. Implications cliniques
A. Séquence de Polissage
1. Polissage d’une restauration antérieure
2. Polissage d’une restauration postérieure
B. Maintenance
V. Synthèse
