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. C’est cette dernière qui va nous intéresser. La principale problématique pour le chirurgien-dentiste est de réussir cette étape et de s’y retrouver parmi les multiples protocoles et produits disponibles, aucun consensus n’ayant réellement été mis en avant. Nous allons donc essayer de clarifier tout cela et d’en ressortir les conclusions afin de dégager les techniques et instruments nécessaires à un polissage de qualité.
Généralités sur les composites
Composition
En odontologie, le matériau composite est constitué d’une matrice organique résineuse et de charges, et la cohésion entre ces deux matériaux étant assurée par un agent de couplage, le silane.
La matrice organique
Un matériau composite est un matériau composé de plusieurs matériaux de nature ou d’origine différentes et dont les caractéristiques mécaniques sont supérieures à celles des matériaux entrant dans sa composition. La condition fondamentale pour que cette définition soit valide, est que la cohésion de l’ensemble soit assurée par des liaisons mécaniques, physiques ou chimiques.
Elle représente 24 à 50% du volume des résines composites.
Ses composants sont :
• La résine matricielle : C’est un mélange de monomères, qui correspondent aux composants chimiquement actifs du composite. Ils sont le plus souvent dérivés de méthacrylates, les trois principaux étant :
▪ Bis-GMA : Bis Glycydil DiMéthacrylate,
▪ UDMA : Uréthane-DiMéthacrylate,
▪ Bis-EMA : Bis-phénol Ethyl Méthacrylate.
La sélection des monomères influence fortement la viscosité, la rétraction de prise, l’absorption d’eau et les propriétés mécaniques du composite.
• Les abaisseurs de viscosité : Les monomères que nous avons cité juste avant ont un poids moléculaire important, entrainant une viscosité importante. Pour pallier ce problème, l’adjonction d’un abaisseur de viscosité est primordiale, le plus utilisé étant le TEGDMA (Thiéthylène Glycol DiMéthacrylate).
• Les agents de polymérisation : La polymérisation des composites repose sur la décomposition de l’amorceur par un activateur en radicaux libres. On distingue trois composites selon leur mode de polymérisation :
▪ Les composites chémopolymérisables : Ils nécessitent une réaction d’oxydoréduction, entre une base et un catalyseur, grâce à la chaleur du milieu. Ils mettent en jeu un amorceur chimique, le principal étant le peroxyde de benzoyle.
▪ Les composites photopolymérisables : Ils contiennent un photo-initiateur, qui réagit à une intensité lumineuse d’une longueur d’onde donnée. L’amorceur est ici photosensible, le plus utilisé est la Camphoroquinone (pic d’absorption dans le bleu à 466,5 nm).
▪ Les composites duals : Ils combinent les deux systèmes d’initiation précédents.
• Les inhibiteurs de prise : Ces molécules supplémentaires sont nécessaires pour une bonne conservation du composite, sans quoi une polymérisation spontanée pourrait avoir lieu dans certaines conditions de stockage. Ainsi, on ajoute des dérivés du phénol, tel que :
▪ BHT : butyl-hydroxytoluène,
▪ MEHQ (monométhyl éther d’hydroquinone).
De plus, l’oxygène est un inhibiteur de prise, ainsi la résine en contact avec l’air n’est pas polymérisée. Cela entraine l’absence de polymérisation à la surface des polymères (quel que soit le mode de polymérisation), permettant ainsi l’apport d’incréments successifs avec polymérisation entre ces couches.
Les charges
Elles représentent la partie inorganique qui renforce le matériau. Elles comptent pour une part très variable du composite (de 20 à 77% du volume), et leur taille varie de 0,02 à 50 microns. On les distingue principalement par leur taille :
• Macro-charges > 10µm (Quartz, verre),
• Particules de tailles intermédiaire, obtenu par fragmentation de macro-charges,
• Micro-charges ≈ 0,04µm (silice).
Ces charges possèdent quatre propriétés principales :
• Une dureté élevée,
• Une inertie chimique,
• Un indice de réfraction proche de celui des matrices résineuses,
• Une opacité contrôlée par addition de pigments de dioxyde de titane (TiO2).
L’augmentation du pourcentage des charges permet d’améliorer les propriétés mécaniques (principalement si le taux de charges est supérieur à 60% du volume), de réduire la rétraction de polymérisation, le coefficient d’expansion thermique, le coefficient d’absorption et la solubilité hydrique. L’augmentation du pourcentage des charges et la diminution de la taille de celles-ci ont pour effets d’améliorer l’état de surface et d’augmenter la résistance à l’usure du matériau. Cliniquement, cela se traduit par une meilleure esthétique et une agressivité moindre du matériau sur le parodonte.
Agent de couplage
Cet agent est une molécule bifonctionnelle, qui réalise la cohésion entre les charges et la phase organique. Généralement, cette molécule est un silane. Lorsque l’affinité de la charge pour la matrice augmente, les propriétés du matériau composite augmentent également. L’adhésion entre la résine et la charge facilite le transfert des stress entre ces deux composants et empêche la perte des particules à la surface de la restauration.
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 (3) :
➢ 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.
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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
