Les modèles dentaires anatomiques réalisés par impression 3D en odontologie conservatrice

Contraintes d’impression du modèle final

L’imprimante Form3 utilise une technique d’impression par stéréolithographie (ou SLA pour StereoLitography Apparatus). Elle est pourvue d’un bac de résine liquide photosensible dans lequel est immergé le plateau d’impression. Un laser photopolymérise la résine couche après couche, au fur et à mesure que le plateau remonte (Figure 4). (20) La réalisation des objets se faisant dans la résine fluide, une cheminée de drainage est nécessaire pour pouvoir évacuer facilement la résine non polymérisée emprisonnée dans les parties closes de la dent (chambre pulpaire). En ce qui concernent les paramètres d’impression, l’ensemble est géré via le logiciel Preform (Formlabs). Une fois les modèles imprimés, une étape de post-traitement de 15 à 20 minutes à l’alcool isopropylique à 99,9% est nécessaire afin d’éliminer tout résidu de résine non polymérisée de la surface du modèle. Sur une imprimante SLA, les modèles d’impression 3D sont imprimés à partir d’une seule résine. Il ne peut donc pas avoir de différence de teinte ou de dureté entre la partie normalement dévolue à l’émail et à la dentine sur un modèle imprimé en un temps. Une voie d’amélioration consisterait donc à imprimer des modèles en plusieurs parties pour ensuite les assembler. C’est ce que nous allons voir dans la prochaine partie de ce document.

Gestion de la teinte dentinaire

Les dents naturelles présentent un émail plus clair que la dentine, or les premiers modèles obtenus ont été imprimés avec une seule et même résine. Ces modèles ne présentent donc aucune différence de teinte entre l’émail et la dentine. En divisant le modèle en deux parties distinctes, il serait possible d’utiliser le color Kit (21) proposé par Formlabs (figure 6) pour imprimer la partie dévolue à la dentine avec une résine présentant une teinte spécifique. Sur le site Formlabs (22), il est possible de connaitre la formule des pigments à utiliser pour obtenir la teinte désirée (figure 7).

Simulation de la carie

La simulation de la lésion carieuse constitue un double challenge :
• Il faut pouvoir simuler les différentes localisations et sévérités basées sur la classification ICDAS (26).
• Il faut pouvoir simuler le tissu carieux à la fois en termes de consistance et de teinte.
Afin de simuler des lésions carieuses, nous créons des lacunes vides de tailles et de positions variables au sein du modèle imprimé. Jusqu’à présent, ces lésions étaient toujours ouvertes pour faciliter le nettoyage de la résine non polymérisée présente à l’intérieur des lacunes. Le développement d’un modèle en deux parties (émail et dentine) nous permettra d’éviter cette difficulté et de mieux simuler les lésions ampullaires où l’émail, quasi intact, recouvre une dentine sévèrement atteinte. Concernant la simulation du tissu carieux, il sera nécessaire de tester différents matériaux à base de plâtre, d’élastomère ou de polymère afin de déterminer le matériau le plus approprié.

Conception des modèles dentaires

Les dents du modèle AG-3 (Frasaco) ont été scannées une première fois à l’aide d’un scanner intra-oral Trios3 basic (3Shape). Parallèlement, des dents extraites pour raisons orthodontiques ou parodontales ont été scannées. Ces scanners ont ensuite été traités via le logiciel 3DSlicer afin de supprimer l’émail des dents (figure 10, 11) et pouvoir voir quelle forme présentait leur dentine coronaire. Les dents Frasaco ont ensuite été préparées en suivant au mieux les indications obtenues pour supprimer les zones amélaires tout en évitant la formation de contre-dépouilles (figure 12). Une fois les dents préparées, elles ont à nouveau été scannées avec le scanner intra-oral Trios3 Basic.

Assemblage des modèles imprimés

Une fois les modèles imprimés et traités, les dents ont été assemblés à la main. Du Clip Flow (Voco) a été mélangé à un mélange de pigments du Color Kit (Formlab). Le mélange de pigments a été réalisé de manière à obtenir la teinte Walnut (figure 17) et une goutte de mélange a été intégrée à 1,8g de Clip Flow afin de simuler la carie. C’est ce Clip Flow modifié qui a servi à remplir les lacunes créées pour simuler des lésions carieuses (figure 18). Les parties dentine et émail ont ensuite été assemblées avec du Core-X® flow (Dentsply Sirona) qui est une résine composite duale et qui permet un assemblage facile et rapide. Une fois assemblés, ces modèles ont été placés dans le four à polymériser pendant 30 minutes à 60°C afin de post-polymériser les modèles et faire polymériser le Clip Flow. Les cavités pulpaires ont été obturées avec de l’Impregum Penta DuoSoft light (3M Espe). Le matériau a été appliqué à l’aide d’un embout auto-mélangeur par les cheminées de drainage. Ce matériau permet de simuler la pulpe en termes de couleur et de consistance (13,14) (figure 19). Une fois l’assemblage des modèles terminé, ces derniers sont vissés sur les mâchoires du commerce pour l’évaluation (figure 20).

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Table des matières

Introduction
1. État actuel des modèles dentaires réalisés par SLA à l’École de Médecine Dentaire de Marseille
1.1. Méthode d’acquisition
1.2. Logiciels de modélisation
1.3. Contraintes d’impression du modèle final
2. Axes d’amélioration des modèles dentaires
2.1. Création de modèles avec une zone dentinaire et une zone amélaire
2.2. Gestion de la teinte dentinaire
2.3. Gestion de la dureté de l’émail
2.3. Simulation de la carie
3. Modèles dentaires anatomiques réalisés par impression 3D et leur évaluation : Revue de la littérature
3.1. Introduction
3.2. Matériels et méthodes
3.3. Résultats
3.4. Discussion
4. Évaluation de nouveaux modèles dentaires réalisés par SLA
4.1. Introduction
4.2. Matériel et méthode
4.2.1. Conception et impression des modèles dentaire
4.2.2. Evaluation des modèles imprimés
4.3. Résultats
4.3.1. Evaluation des lésions carieuses sur 35 et 36
4.3.2. Évaluation de la simulation de la carie
4.3.3. Évaluation du modèle dentaire imprimé
4.3.4. Évaluation du résultat d’apprentissage
4.3.5. Évaluation du processus d’apprentissage de la dent imprimée
4.4. Discussion
Conclusion