LES DIFFERENTS STADES DE LA CARIE DENTAIRE

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La carie dentaire

Elle est classée par les experts de l’OMS au troisième rang des fléaux mondiaux immédiatement après les affections cancéreuses et les maladies cardiovasculaires.
La carie dentaire est une maladie infectieuse transmissible post éruptives des tissus durs de la dent.
Etymologiquement le mot carie provient du latin caries, qui signifie pourriture .la carie dentaire n’est pas seulement une lésion dégradant les tissus minéralisés de la dent mais une maladie d’origine bactérienne (Hess ,1970)
La carie se forme si la phase d’acidification –déminéralisation est plus fréquente que la phase d’alcalinisation-reminéralisation (Marquis, 1995). Elle peut aller d’une simple perte de minéraux non détectable à l’œil nu à une destruction complète de la dent (Fejerskovet kidd.,2003). Elle est aussi associée à l’action des bactéries orales à Gram positif dont le plus incriminé est streptococcus mutants (Rocas et al., 2001).
Selon NEW BORN, on n’attrape pas une carie comme un rhume : c’est un processus relativement lent, où l’exposition des surfaces dentaires à l’acidité buccale est importante (Courson et al.,1998)
Les facteurs de risque de développement d’une carie dentaire sont :
– une alimentation contenant des hydrates de carbone fermentescibles,
– un hôte susceptible,
– une microflore buccale spécifique,
– le temps durant lequel ces trois facteurs sont réunis en bouche pour interagir et provoquer une baisse du pH sous le seuil de 5,5 auquel les cristaux d’hydroxyapatite commencent à se dissoudre.
La carie dentaire ne se manifeste que lorsque ces quatre facteurs sont réunis et peut être inactivée par l’absence de l’un d’entre eux. Selon un concept plus contemporain, d’autres facteurs tels les facteurs génétiques, comportementaux comme l’hygiène de vie influeraient également le développement de la carie dentaire (Selwith et al.,2007).
La salive est le principal système de défense contre les facteurs de virulence des bactéries cariogènes. Toutes les fonctions salivaires sont impliquées dans le maintien de la santé orale et dentaire (Vannieuwamerongen et al., 2004).Elle régule le pH buccal, apporte les sels minéraux nécessaires à la reminéralisation de l’émail et elle a ainsi une action antibactérienne(Clergeau et al.,1999).

Les différents stades de la carie dentaire

La première étape de développement de la carie est indolore. Aucun symptôme n’est facilement perceptible, seul l’émail est atteint et sans examen réalisé par un dentiste, elle peut passer inaperçu.
Au second stade, la carie s’attaque à la dentine (ou ivoire), et à ce stade les douleurs apparaissent. Au stade 3 la carie ne se limite pas à la destruction de la dentine, elle attaque la pulpe dentaire ou se situent les vaisseaux sanguins et les nerfs de la dent. Cette atteinte provoque ce que l’on appelle la rage de dent très douloureuse.
Au quatrième et dernier stade, si rien n’est fait, la carie peut toucher les tissus environnant de la dent : ligaments, os et gencive. Un abcès dentaire, bien plus douloureux qu’une rage de dent se forme et peut causer la chute de la dent. Cette infection est susceptible de gagner l’ensemble de l’organisme et d’atteindre d’autres organes comme le cerveau, le cœur.
IV- Les matériaux d’obturation dentaire
Si la carie touche seulement l’émail ou la dentine, le dentiste peut faire une obturation au moyen d’un composite ou d’un amalgame d’argent.
Les matériaux d’obturation sont des biomatériaux compatibles avec l’organisme vivant dont le but est de combler les cavités tout en restaurant l’esthétique et la fonction. Différents matériaux d’obturation sont utilisés.

Les ciments silicates

Composition

Dans la nature les silicates sont présents en grandes quantités sous forme de minéraux dans l’argile, le sable et l’améthyste. Pour former des silicates, il faut combiner des oxydes métalliques à du dioxyde de silicium ou silice que l’on trouve sous forme de quartz, de tridymite ou de cristobalite. Les ciments silicates sont composés d’une poudre et d’un liquide.
Les poudres sont obtenues à partir du verre finement broyés, elles sont constituées essentiellement de silice et d’alumine dont le rapport permet de régler le pH pour obtenir une solubilité dans l’acide, leur composition est représentée dans le tableau I.

Fabrication

Elle se fait en deux étapes, une étape de fusion qui est suivie de l’étape de frittage. Lors de la fusion, les composants de la poudre sont fusionnés à 1000°C pour former un verre de silice alumine. Les fluorures fondants à température plus basse servent d’agents de fusion.
Le frittage consiste à immerger dans l’eau froide la poudre fusionnée afin de provoquer des fissures et permettre le broyage en particules de taille spécifiques pour une meilleure réaction avec l’acide phosphorique.

Réaction de prise

C’est grâce aux travaux de WILSON et KENT que cette réaction de prise a pu être élucidée. Lors du mélange liquide-poudre, la réaction se fait par étapes: Tout d’abord, les ions hydrogènes attaquent les particules d’aluminosilicate. Ensuite, les fondants tels que les fluorures, les ions aluminiums, calciums et sodiums se dirigent vers le liquide. Puis vient la formation du gel par hydratation des ions métalliques et réaction de l’eau avec le silicium. Enfin la formation d’une matrice se met progressivement en place par précipitation des ions et combinaison avec l’acide phosphorique donnant ainsi une phase amorphe de phosphates et de fluorides.
Le produit pris est un matériau « composite» triphasé avec, une phase vitreuse d’aluminosilicates (ce sont les particules de verre non réagies), entourée d’une phase gélifiée aluminosilicique ; la troisième phase est la matrice. Le gel sert de liant entre les particules de verre et la matrice de phosphates et de fluorures grâce à des liaisons avec les ions métalliques et quelques ponts hydrogènes de cette matrice.

Avantages des ciments silicates

Les silicates étaient surtout utilisés pour leurs propriétés optiques et esthétiques. La translucidité, liée aux phases gélifique et amorphe, ne doit pas être excessive pour éviter d’obtenir des teintes sombres dues à l’obscurité intra buccale. Le matériau obtenu est opaque, assortit aux dents naturelles et possède un bon photomimétisme. L’opacité augmente avec l’ajout de pigment à la poudre, la déshydratation du matériau d’obturation, ou la mise en contact du matériau avec la salive les quinze premières minutes de la réaction de prise, d’où l’importance d’une manipulation et une mise en œuvre rigoureuse (O’Brien et al 1982) L’indice de réfraction est acceptable de 1,47 à 1,60 ; celui de la dentine étant de 1,70 et celui de l’émail de 1,60. De plus, la dureté du matériau est proche de la dentine. D’autres avantages non négligeables sont une dilatométrie thermique de 7,6.10-6/°C, donc proche de celle de la dentine et une conductivité thermique favorable, ainsi qu’un largage de fluor donnant une action anti-cariogène à ces ciments d’obturation.

Inconvénients des ciments silicates

La résistance à la traction qui est de 15MPa, est liée à l’hétérogénéité du matériau. La résistance à la compression est deux fois plus importante que celle des ciments phosphate de zinc mais deux fois moins importante que celle des amalgames.
Le rapport poudre/liquide est augmenté pour diminuer la teneur du matériau en matrice et ainsi réduire sa solubilité qui est encore malgré tout bien trop importante.
De plus, si le matériau est en contact avec la salive lors de la réaction de prise, il sera d’autant plus soluble et de moins bonne qualité.
L’adhésion étant purement mécanique, la rétention du matériau nécessite des préparations mutilantes. A l’interface, une fissure apparaît entre le matériau et les bords de la cavité, ce qui provoque une infiltration marginale des bactéries.
Le matériau subit une contraction lente de l’ordre de 1% et une synérèse importante surtout chez les ventilateurs buccaux qui n’est pas compensée par la réabsorption d’eau, ce qui donne une instabilité dimensionnelle au matériau.
La biodégradabilité du matériau, consécutive à l’attaque acide de la plaque bactérienne, donne une durée de vie moyenne de 4 ans.
Le pH à l’insertion de 3, monte pendant les 28 premiers jours pour se stabiliser aux environs de 5,5. Ainsi, la mise en place des ciments silicates dans la cavité ne peut se faire directement pour éviter toute irritation pulpaire ou inflammation irréversible. Un ciment type hydroxyde de calcium ou phosphate de zinc est préconisé en fond de cavité.
La manipulation et la mise en œuvre sont difficiles. L’utilisation d’une plaque de verre refroidie permet d’augmenter le temps de prise. La poudre et le liquide, à proportions non déterminées, doivent être mélangés rapidement avec une spatule en agate, téflon, plastique rigide pour éviter une coloration grise.
La bouteille de liquide doit être hermétiquement fermée pour éviter toute évaporation. Le ciment doit être incorporé par pression à l’aide d’une bande matrice en celluloïd le plus rapidement possible pour éviter une trop longue manipulation qui fragilise la matrice. Il faut éviter le contact avec le milieu humide pour que le matériau acquière les propriétés recherchées. Enfin l’utilisation de vaseline est recommandée en recouvrement après insertion (ou un vernis protecteur) pour le durcissement du matériau et en application sur les instruments de finition (après 48 heures) pour éviter toute dessiccation liée à leur échauffement.

Les ciments verre ionomères (CVI)

Définition

Ils sont aussi appelés ciments polyalkénoates ou Alkénoates. Ce sont des matériaux organo-minéraux qui résultent de la combinaison d’une poudre et d’un ou plusieurs acides organiques, par réaction Acide Base.

Classification

Les CVI ont diverses indications et selon leur mode d’utilisation, leurs propriétés vont changer. Ils sont ainsi répertoriés en trois grandes classes:
– Classe 1: les ciments de scellement
– Classe 2: les matériaux d’obturation.
La classe 2 est divisée en deux sous classes:
o 2a, les matériaux de restauration esthétiques
o 2b, les ciments de restauration renforcés (cermets et CVIMAR).
– Classe 3: les fonds et bases de protection:
o 3a, les fonds de cavité protecteurs ou liners
o 3b, les matériaux de reconstitution interne comme base.

Composition et rôle des constituants

La poudre est obtenue par fusion des particules de verre à 1200-1550°C. Le mélange est refroidi brutalement sur plaque métallique et dans l’eau, puis broyé en vue d’obtenir une certaine granulométrie. L’adaptation de la granulométrie est récente et varie selon le mode d’utilisation (50 m pour les CVI d’obturation). La production de la poudre des Cermets ne diffère pas, la poudre d’argent est compressée et portée à température de fusion en même temps que les particules de verre. La proportion de poudre d’argent est de 40% pour les Cermets.
Le verre est semblable dans sa composition à la poudre des silicates. Les différents composants sont:
– Silice, SiO2, :
– Alumine, AI2O3
– Fluorine, CaF2
– Fluorure de sodium, NaF :
– Phosphate d’aluminium, AlP04 :
– Fluorure d’aluminium, AlF3 :
Les proportions ci-dessus sont tirées des recherches de WILSON et Mac LEAN en 1988 (Colon P., 2005), mais on peut les retrouver dans d’autres proportions selon le CVl.
Le CaF2 joue le rôle de fondant en diminuant la température de fusion de la fritte et augmente la translucidité du matériau. De la cryolite (Na3AlF6) est incorporée comme adjuvant à la poudre dans le même but.
Le fluorure de sodium (NaF) sert à augmenter la réactivité du verre, mais rend le mélange plus visqueux. Le fluor augmente la résistance à la compression.
La quantité de CaF2 et le rapport Al203/SiO2 ont été modifiés dans les produits récents pour améliorer l’esthétique et la transparence mais au dépend de la résistance à la compression.
Pour obtenir la radio opacité désirée, on ajoute à l’état de traces du strontium (Sr), du baryum (Ba), du lanthanum (La) et enfin de l’oxyde de zirconium ou de l’oxyde de zinc. Ce dernier permet l’obtention de formules mixtes de polyacrylates verres ionomères.
Pour les Cermets, l’opacité découle de la composition en poudre métallique.
La poudre peut contenir le produit réactif du liquide (les polyalkénoides) sous forme lyophilisée, dans ce cas le mélange se fait avec de l’eau ou un mélange d’eau et d’acide tartrique. Cela permet d’améliorer le malaxage et d’incorporer des acides à plus haut poids moléculaire qui rendrait le liquide trop visqueux s’ils étaient additionnés directement à l’eau.
Pour ce qui est du liquide, ce dernier au départ était une solution aqueuse d’acide polyacrylique. De nos jours, le liquide est une solution de polyacides d’homopolymères ou de copolymères d’acides mono-, di- ou tricarboxyliques. Ils sont composés d’environ la moitié, d’acides polyacryliques et de copolymères d’acide acrylique et itaconique. Il comprend également de l’acide tartrique à une proportion de 5 à 10% pour augmenter le temps de travail et la dureté du matériau par formation de tartrates de calcium, et diminuer le temps de prise en libérant des cations métalliques. L’acide maléique est le troisième acide carboxylique le plus représentatif du liquide, contenu dans un copolymère d’acide acrylique et maléique, il sert d’adjuvant pour optimiser respectivement la dureté du matériau et accélérer sa prise. (Ogolnik R ., Demy 1., Picard B.,1992). La proportion d’acides maléique et tartrique est nettement augmentée par rapport aux acides polyacryliques contenus dans les cermets.
Dans la forme modifiée par adjonction de résine, le liquide contient également de la camphoroquinone comme photoinitiateur, mais sa différence réside surtout dans l’apport de groupes méthacrylates hydrophiles sous la forme de monomères HEMA et PEGDMA afin qu’ils soient greffés aux polymères des acides polycarboxyliques et autres copolymères présents dans le liquide. Les groupements HEMA sont dans une proportion de 10% maximum.

Réaction de prise et structure finale obtenue

Les acides polyacryliques se dissolvent dans l’eau et libèrent des ions hydrogènes. Ces ions acides vont réagir avec les particules de verre de fluoroaluminosilicate de calcium pour former un gel de silice colloïd le et libérer des ions métalliques ainsi que des complexes fluorés. Les ions Al3+ et Ca2+, ainsi que les composés fluoré tel que AIF2+, AIF3 et CaF+ vont réagir avec les acides polyacryliques par le biais des groupements carboxyles de ces derniers. Deux composés se forment :
– Tout d’abord, les ions calciums, plus mobiles, vont former des polyacrylates de calcium se combinant pendant plusieurs heures, la réaction dure 3 heures. Ils sont très instables et ne doivent pas être en contact avec de l’eau sous peine d’être décomposés.
– Ensuite, des polyacrylates d’aluminium sont formés et continuent à réagir pendant 24 à 48 heures. Ils sont plus stables.
Des études récentes ont montré l’importance de la silice du réseau matriciel dans la prise et l’obtention de la résistance finale (à 6 mois environ). (Piernera Palmieri L.,1995)
L’acide tartrique réagit essentiellement avec les ions calciums pour former des tartrates de calcium, inhibant ainsi la prise initiale, le ciment reste plus longtemps fluide. Mais il favorise l’extraction des cations qui pourront agir sur les polyanions accélérant ainsi le taux de formation des polyacrylates d’aluminium ce qui fait que la prise finale est accélérée et le ciment durcit plus vite.
A l’opposé, le fluor va retarder la prise par formation de complexes métalliques, évitant par la même occasion aux cations d’attaquer les sites anioniques.
Les polyacrylates de calcium et d’aluminium vont finalement réagir avec les sites polyanioniques de la chaî e aluminosilicique .
La réaction de prise des CVI modifié par adjonction de résine est double. En plus de la réaction Acide/Base des CVI traditionnels, on a une réaction d’amorçage par les radicaux libres libérés par photopolymérisation. Il va y avoir ouverture de groupements vinyles et liaison avec les monomères par propagation. Puis la polymérisation se termine par neutralisation deux par deux des radicaux libres.
La structure obtenue est constituée de particules de verre non réagi entourées d’un gel de silice colloïdale dont la matrice n’est autre que les polyfluoroacrylates d’aluminium et de calcium reliés aux sites anioniques des chaines aluminosiliciques.
La réaction de prise n’utilise pas toute la poudre : seulement 20 à30% du verre réagit en périphérie. Cependant, certaines particules de verre sont totalement désagrégées par les polyacides et forment des amas d’hydrogel siliceux. Les liaisons internes sont labiles, se cassent et se reforment continuellement lors de contraintes thermomécaniques.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I- STRUCTURE DE LA DENT
II- LA CARIE DENTAIRE
III- LES DIFFERENTS STADES DE LA CARIE DENTAIRE
IV- LES MATERIAUX D’OBTURATION DENTAIRE
IV-1- Les ciments silicates
IV-1-1- Composition
IV-1-2- Fabrication
IV-1-3- Réaction de prise
IV-1-4- Avantages des ciments silicates
IV-1-5- Inconvénients des ciments silicates
IV-2- Les ciments verre ionomères
IV-2-1- Définition
IV-2-2- Classification
IV-2-3- Composition et rôle des constituants
IV-2-4- Réaction de prise et structure finale obtenue
IV-2-5- Avantages des CVI
IV-2-6- Inconvénients des CVI
IV-3- L’amalgame dentaire
IV-3-1- Définition
IV-3-2- Composition
IV-3-3- Classification des poudres
IV-3-4- Rô e des différents constituants
IV-3-5- Les differentes phases de la réaction de prise
IV-3-6- Réaction de prise
IV-3-7- Propriétés des différent amalgames
IV-4- Les biomatériaux céramiques
IV-4-1- Les ceramiques
IV-4-2- La céramique d’hydroxyapatite
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
I- CADRE D’ETUDE
II- OBJECTIFS
III- MATERIEL ET METHODES
III-1- Matériel de laboratoire
III-2- Matière première
III-3- Méthode
III-3-1- Préparation de l’hydroxyapatite
III-3-2- Mélange des poudres
III-3-3- Pastillage
III-3-4- Test de dureté
III-3-5- Test de friabilité
III-3-6- Test de stabilité
IV- RESULTATS
IV-1- Élaboration des systèmes
IV-2- Pastillage
IV-3- Tests de dureté
IV-4- Test de friabilité
IV-5- Test de stabilité et dureté après un séjour dans différents milieux
DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES

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