Biomat riaux

1. UNIVERSITE DE SETIF 1
FERHAT ABESS
ANNEE UNIVERSITAIRE
2013-2014.
DEPARTEMENT DE MEDECINE DENTAIRE
SERVICE DE PROTHESE.
Cours de 2ème
année avec présentation power point.
DR KASSOURI L.F
MAITRE ASSISTANT EN PROTHESE DENTAIRE.
DR KASSOURI L.F
LES BIOMATERIAUX DANS LES NOUVELLES
TECHNOLOGIES DENTAIRES

2. I—INTRODUCTION :
Les exigences des patients et l’évolution de la dentisterie a permis l’apparition
de nouveaux biomatériaux qui répondent aux différentes exigences mécaniques
et esthétiques, en s’adaptantaux nouvelles techniques dentaires ; révolutionnant
ainsi notre ère et offrent de larges domaines d’applications.
La zircone a fait son entrée dansle monde dentaire au début des années90.
Sa mise en œuvre a évolué très rapidementversle procédé de fabrication
assistée par ordinateur quifait, aujourd’hui, la une de tous les salons. On peut
dire maintenantque l’oxyde de zirconium s’estimposé en matériau d’avenir
dansle secteur du toutcéramique en art dentaire.
II -- La zircone :
La zircone estle nom commun de l'oxyde de zirconium (ZrO2).
Ce matériau est une céramique technique d'aspectopaque. Appelé CZ (Cubic
Zirconia) lorsqueest transparent, il est utilisé pour imiter le diamant.
Ilne fautpas le confondreavec le zircon (ZrSiO4). Sous sa formetétragonale,
l'oxyde de zirconium est un matériau a vocation mécanique, cette évolution
cristallographiquelui confèreune dureté très élevée (1200Hv) ainsiqu'une
bonne résistanceaux sollicitations mécaniques (700Mpa en traction et
2000Mpa en compression).
Zircone= oxyde de zirconium (ZrO2) polycristallin, d'aspectopaque
Zircon = oxyde de Zirconium cubique Zr O2 ou oxyde de Zirconium contenant
de la Silice ZrSiO4 quadratique, d'aspecttransparent (diamant synthétique)
A-- Propriétés de la Zircone (oxyde de zirconium ZrO2) :
- Excellentes propriétés mécaniques aux températures élevées
- conductivité thermique faible à température ambiante, conducteur
thermique à T > 1000°C
- grande dureté
LES BIOMATERIAUX DANS LES NOUVELLES
TECHNOLOGIES DENTAIRES

3. - bonne résistance à l'usure
- bonne inertie chimique
- bonne résistance aux attaques des métaux.
- Des réactions allergiques ne sontpas connues, les personnes sensibles au
métal peuvent être réhabilitées sans craintes.
- L’oxyde de zirconium peut être coloré dans la masse (A2, A3,…) dès sa
fabrication.
- Ceci dit le matériau présente un inconvénient ; Une éventuelle correction
par meulage est toujours délicate (risque de microfissure). Elle devra se
faire à l’aide d’une fraise diamantée sous eau et sans pression. Et il reste
un peu cher,
B --Indications de la zircone :
Ce nouveau biomatériau permet de réaliser des infrastructures blanches ou
colorées, unitaires ou bridges jusqu'à 12 éléments en toute sécurité,
et un maximum de deux éléments intermédiaires consécutifs.
ainsi que la réalisation de piliers d'implants.
Son excellente biocompatibilité élimine tout risque de largage d'ions
métalliques dans l'organisme.
Sa parfaite résistance à la rupture, 4 fois supérieure à celle de l’alumine en fait le
matériau de choix pour les reconstructions prothétiques sur pilier naturel ou
implantaire.
C-- Les avantages :
• Translucidité accrue.
• Possibilité de coloration individuelle dans la couleur des dents du patient.
• Pas de noircissements des bords.
• Absolument sans métal.
• Très bonne compatibilité avec la santé.
• Résistance extrêmement élevée.
• Longévité.
La zircone est utilisée dans la réalisation de prothèses dentaires, ou des têtes
fémorales des articulations artificielles de hanches.

4. III—MISE EN OEUVRE :
Son mode de fabrication et de mise en œuvrefait appel à la CFAO. ( conception
et fabrication assistépar ordinateur).
En effet, elle ne peut être mise en forme par une technique artisanale (pressée,
barbotine, fronde…).
C’esten 1993, que fut développée la zircone dite H.I.P. qui résulte d’une
opération isostatique de compactation à haute température (H.I.P. : Hot Isostatic
Pressure). L’amélioration des caractéristiques des poudres (degré de pureté,
aptitude au frittage, granulométrie…) a joué un rôle décisif pour sonutilisation
médicale.
Il est à noter que l’usinage de la zircone HIP nécessite des machines
puissantes.
Le système DCS (distributed controlsystem ), s’imposecomme la solution
technique prédestinée.
Il se composed’unscanner et d’une machine outil. Le scanner permet, grâce à
son logiciel 3D, l’enregistrement de données numérisées des préparations
prothétiques et la conception virtuelle des infrastructures, qui sont transmises à
l’unité de productionpour leur réalisation.
Cette unité de fabrication assistée par ordinateur assure une constancede qualité
et une adaptation parfaite de l’ordre du 10 microns.
IV--Qu’est ce que la CFAO ?
La CFAO est la Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur.
C’estun procédévisant à numériser les parties à traiter grâce à un scanner
numérique afin de pouvoir réaliser les travaux via un logiciel spécifique de
conception 3D.

5. Le praticien prend une empreinte de la situation dentaire individuelle comme à
l’accoutumée,
A partir de cette empreinte, le technicien dentaire forme un modèle positif qui
représente fidèlement la situation buccale du patient.
Ce modèle est enregistré par un scanner. Soit un laser, soit un palpeur balaye la
surface totale du modèle.
Ou bien le praticien fait appel à l’empreinte optique
à partir des données scannées, l'ordinateur établit un fichier numérique du
modèle en trois dimensions.
Lorsque le modèle a été numérisé, on utilise un logiciel informatique pour
réaliser virtuellement la prothèse ;
Les données sont alors transmises à la fraiseuse. Si l’unité de fabrication ne se
trouve pas dans le labo, ce fichier de données est envoyé par mail au site de
production. La machine-outil fraise, à l'aide d'un diamant, la masse brute
d'oxydede zirconium pour arriver à la forme du châssis dessiné,
Pour finir, le technicien dentaire se fera créatif afin de recouvrir cette armature
de céramique en lui donnant la forme et l’aspect naturel pour une intégration
harmonieuse dans la bouche du patient ;
V--Comment est faite une couronne ou un bridge zircone ? La couronneen
zirconeest constituée d'une armatureen zircone fabriquéavec la technique de
Conception et Fabrication Assistéepar Ordinateur (CFAO). L'armatureesten
suite recouverte par le prothésistede plusieurs couches de céramique.
Pour bien vous montrer comment sontfaites des couronnes en zircone, voici des
photos de l'armature et d'un bridge en zircone, vues de dessus et dessous :
Exemples de bridge et couronne zircone
Voici quelques réalisations de bridges et couronnes en zircone :

6. VI--Le titane en implantologie :
Le titane a acquis une place de premier plan en implantologie, en supplantant les
autres biomatériaux grâce à sa biocompatibilité, son ostéo-intégration et ses
propriétés mécaniques ;
1) le titane :
De symbole Ti , d’élément atomique22, le titane est léger ,résistant ,d’unaspect
blanc métallique, il se trouve Sous forme de plusieurs oxydes stables:
TIO - TIO2 - T I2O3
Les nuances les plus utilisés en implantologie selon leur dénomination française
sont : nuances les plus utilises en implantologie selon leur dénomination
française sont: T40 T60 TA 6V
Quand le titane est moins pure, sa résistance mécanique augmente
Histoire
Le titane a été découvert par William Gregor en 1791, minéralogiste
britannique. En analysant des sables d’une rivière Helford , il isola ce qu'il
nomma du sable noir, connu aujourd’hui sous le nom d'ilménite. À la suite de
plusieurs manipulations physico-chimiques (extraction du fer par des procédés
magnétiques et traitement du résidu par de l’acide chlorhydrique), il produisit un
oxyde impur d'un métal inconnu. Il nomma cet oxyde menachanite.
Il a fallu attendre plus d'un siècle après la découverte de Gregor pour que
l'Américain Matthew Albert Hunter, soit capable, en 1910, de produire du titane
pur à 99 %. Les premières obtentions de titane par Hunter ne furent pas suivies
du moindre développement industriel ;
2) Propriétés du titane :
A) Propriétés physiques :
-C’estun biomatériau léger sa densité est de 4,5g/cm3
- d’une résistance et dureté optimale avec un module de Young prochede l’os
- Faible conductivité thermique: 0,04cal /cm/S
- Amagnétisme :pas d’interférences lors du (scanner-IRM)
B) Propriétés biologiques :
1-Résistance à la corrosion :
Le titane est électronégatif et extrêmement réactif à l’O2, ce qui favorise la

7. Formation d’une couched’oxyde, qui aura le rôle de :
- Barrière protectrice
- Résistance aux agressions électrochimiques et bactérienne
- Rapprochement os/implant par des liaisons
-Chimiques locales
-Hydrogène
-Liaison VAN DER WALL
2-Biocompatibilité :
La biocompatibilité du titane est due principalement à :
-Résistance à la corrosion
-Faible diffusion ionique
-Non cytotoxocité
3-Ostéointégration :
Est le Contactdirect entre os/implant ; Dépend de 2 facteurs:
 Stabilité primaire ou mécanique
 Stabilité secondaire ou
 biologique, cette dernière dépend en grande partie de l’état de surface
C--Etat de surface :
L’état de surface d’un matériau, détermine la possibilité pour le sang de
recouvrir ce dernier, induisant une cicatrisation rapide et une ostéointégration .
-Une surface rugueuse et poreuse possèdeune capacité supérieure d’adhésion de
la fibrine et les globules rouges, induisant une apposition osseusedirecte,
 Traitementdesurface :
A) Sablage:

8. Augmente la surface de contact os/implant par macro rugosité, la mouillabilité
de l’implant sera meilleure ce qui Favorise l’ostéogenèse et l’ostéoinduction
B) Mordançage :
Le traitement de la surface d’implant avec l’acide nitrique ou fluorhydrique nous
assure à la fois, une liaison mécanique par rugosité et une liaison chimique par
mouillabilité
La Surface macro et micro poreuse est ostéoinductrice , la surface d’exposition
est ainsi, plus importante au contactavec l’os
Le Sablage nous procure 54,80% de surface de contact, la combinaison du
Sablage et mordançage assure quant à elle 72,40% de surface de contact
Ce qui assure :
-Une réduction de la durée de cicatrisation
- Une stabilité implantaire supérieure
VII--Réalité de l'allergie au titane :
Bien que nombre de professionnels affirment que c'estimpossible, il existe bel
et bien une allergie au titane. La question préoccupante de l'allergie au titane a
été soulevée lors du dernier congrès de l'EAO (European Association of
Osseointegration) à Zürich.
Une étude menée en Espagne et parue dans le journal Clinical Oral Implants
esearch* confirme la réalité de l'allergie au titane. Mené sur un échantillon de
1500 patients, porteurs d'implants en titane ou candidas à une implantation, ce
travail a mis en évidence des tests positifs au titane chez 9 patients dont 3
avaient développé des symptômes d’allergie après la mise en place d’un implant
et 5 avaient été victimes d’un échec d’implantation. "Même si la prévalence de
l’allergie au titane est basse(autour de 0,6 % dans cette série), il faut y penser et
la rechercher chez les patients souffrant de symptômes d’allergie après une
implantation mais aussi devant un échec d’implantation inexpliqué" conclut
l'article.
On affirme que 4% des patients testés, se révèlent allergiques ou intolérants au
titane. Celui-ci se comportealors comme un perturbateur du système
immunitaire. Les particules de titane se lient aux protéines du corps. Ainsi
dénaturées, ces protéines sont identifiées par l’organisme comme des agents
étrangers que le corps va tenter d’éliminer, générant des troubles tels
qu’éruptions cutanées, douleurs musculaires, syndrome de fatigue chronique,
voire maladie auto-immune.

9. Attention : le titane ne doit surtout pas être employé pour réaliser des couronnes
en métal (couronnes coulées). L’attrition ou usure mécanique due à la
mastication libèrerait des particules de titane toxiques comme c’est le cas entre
les surfaces articulaires d’une prothèse de hanche.
*Réactivité du titane des implants dentaires
Le titane des implantsdentaires est soumis à des contraintes bien spécifiques,
très différentes de celles d’uneprothèse orthopédique. Loin du matériau
parfaitementinerte qu'on nous présente, le titane réagit au contact de la salive
par des phénomènesde corrosion. La salive se comporte en électrolyte
générateur de courants galvaniquesou électro galvanismebuccal (micro-
courants électriques), majorés en présence d’autres métauxet d’amalgamesau
mercure.
La corrosion est d'autantplusimportanteque le titane est allié à d'autres
métaux, dont l'aluminium, quifavorisent les phénomènesd'oxydation et l'effet
pile électrique. La polarisation de surface de l’implant, due à la corrosion de
l'alliage en titane, crée un stress oxydatif conduisantà la destruction des
cellules chargées de former l’os*.