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1. UNIVERSITÉ BADJI MOKHTAR – ANNABA -
Faculté de Médecine
Département de Chirurgie dentaire
Service de prothèse
Les Matériaux
Implantaires
Présenté par: Rt Neciri.B. Encadré par: Dr Bentahar

2. Plan de travail
 Introduction
 Le Titane
 Comparaison des propriétés physiques et mécaniques du titane et des
autres alliages
 propriétés biologiques
 propriétés Thermiques
 Indications
 L’état de surface
 Procédé de coulée
 La couche d'alpha-case
 La couche de passivation
 Le Zircon
 Définition
 Propriétés physiques
 Particularités
 conclusion

3. Introduction
Les extraordinaires propriétés physico-chimiques et
biologiques du titane sont connues depuis
longtemps déjà.
Ce métal fut tout d’abord introduit en médecine
humaine par la chirurgie orthopédique
principalement, pour les ostéosynthèses et les
prothèses articulaires.
La médecine dentaire ne commença quant à elle à
se servir de ce matériau inoffensif qu’au début
des années 70, avec les implants endo-osseux.

4. Le Titane

5. Comparaison des propriétés physiques et mécaniques
du titane et des autres alliages
le titane présente la plus faible masse spécifique des
métaux utilisés dans les alliages dentaires : elle est
de 4,5 g/cm3 , alors qu'elle est de 8,5 pour les alliages
chrome-cobalt, de 15 pour les alliages d'or et de 8
pour les alliages nickel-chrome.
La dureté Vickers, de l'ordre de 60 à 130 VHN, est
comparable aux alliages d'or et nickel-chrome mais
inférieure aux alliages chrome-cobalt.

6. Comparaison des propriétés physiques et mécaniques du
titane et des autres alliages
La rigidité du matériau comparable à celle des alliages d'or
est assez faible puisque le module de Young, de 100 GPa,
représente la moitié de celui des alliages chrome-cobalt
et nickel-chrome.
Une autre des propriétés du titane est son total
amagnétisme, ce qui que plus particulièrement son
emploi chez le patient susceptible de subir des examens
radiographiques poussés de type TDM, IRM, RMN.
Le titane ne produit ainsi pas d'artefacts sur les clichés et
n'entache pas le diagnostic radiologique au contraire des
autres alliages couramment employés en odontologie.

7. propriétés biologiques
un degré de corrosion extrêmement bas qui le met tout à
fait en tête en matière de tolérance biologique.
Les implants dentaires en titane se corrodent dans le milieu
buccal humide et acide, libérant des composés dans les
tissus avoisinants, ce qui semble entraîner une
accumulation plus forte de leucocytes dans ces tissus
adjacents, ce phénomène étant renforcé par un pH faible
dans la cavité buccale.
Le Titane présente une très bonne biocompatibilité vis-à-vis
de la cavité buccale.
Mais ce qui distingue le titane des autres matériaux c’est sa
mouillabilité importante.

8. propriétés Thermiques
Le titane présente la température de fusion la plus
élevée de tous les métaux employés en prothèse
dentaire : elle est de 1 720 °C (800 à 1 000 °C pour
les alliages d'or, 1 250 °C pour les alliages nickel-
chrome et 1 300 à 1 400 °C pour les alliages chrome-
cobalt).
le titane présente une très forte réactivité notamment
à haute température en raison de la structure
électronique de son atome et d'une faible masse
volumique comme nous l'avons déjà vu.

9. Indications
Aujourd’hui la technologie du titane a certainement
rattrapé la technologie des métaux précieux pour
l’élaboration de restaurations dentaires, et elle l’a
même dépassée pour ce qui concerne son spectre
d’indications, en particulier sa possibilité de
combinaison avec la prothèse implantaire.

10. Indications
Fig .01 . Différentes indications du titane et d’autres matériaux dentaires

11. L’état de surface
Les procédés électrochimiques ou mécaniques de
traitement de surface des implants tendent tous à
obtenir une surface rugueuse pour accroître
l’interface microscopique implant-os, afin que le tissu
osseux puisse croître sur une surface accrue d’oxyde
de titane.
Ceci est obtenu, soit par addition de particules de
titane projetée sous atmosphère de gaz rare et sous
très hautes températures à l’aide d’un arc lumineux
selon la technique des plasmas.

12. L’état de surface
Soit par obtention de micro-rugosités de surface par
soustraction (sablage, attaque chimique,
anodisation).
Cela aboutit à cette liaison chimique que l’on nomme
ostéointégration (BRÄNEMARK 1986) et que
SCHROEDER (1976) qualifiait de «raidissement
ankylotique».
Cet assemblage entre l’os et la surface accrue de titane
est considéré aujourd’hui comme étant à la base de
la biocompatibilité des implants en titane, et par
conséquent de leur succès clinique.

13. Procédé de coulée
Pendant longtemps en médecine dentaire, on n’a pu
produire de pièces coulées satisfaisantes en titane,
en raison de son point de fusion élevé.
Seules les pièces confectionnées à froid pouvaient être
utilisées (implants, vis, tenons, etc.). Les tentatives de
coulée dans des revêtements compensateurs dentaires
ont longtemps échoué devant la formation en surface
d’une zone épaisse de 200 microns au moins de réaction
indésirable (nommée couche α-case) et présentant un
caractère surélevé, dur et cassant.
L’hétérogénéité que présente cette couche entraîne des
inclusions dans le revêtement et des arrachements
microscopiques qui rendent la coulée inutilisable.

14. Procédé de coulée
On peut aujourd’hui obtenir par coulée expansive, des
pièces en titane qui atteignent presque la précision et la
pureté de structure de celles obtenues avec des alliages
précieux à forte teneur en or. La tristement célèbre
couche α-case a été réduite à son minimum et peut être
éliminée par des procédés mécaniques, chimiques ou
électrochimiques, ou par leur combinaison.
le système de coulée utilise une pression-dépression
combinée :
le plot de titane est mis en fusion sous vide par un arc
électrique obtenu par l'intermédiaire d'une électrode en
tungstène qui minimise l'apport d'impuretés au métal ; la
coulée intervient dans une chambre inférieure, le métal
tombant sous l'effet de son propre poids auquel s'ajoute
une pression de gaz inerte (argon).

15. La couche d'alpha-case
Après coulée, les pièces prothétiques sont recouvertes
d'une couche de « pollution » créée par la réaction
du titane liquide avec le matériau réfractaire.
Cette couche est constituée de la diffusion à la surface
du métal des différents éléments entrant dans la
composition du revêtement.

16. La couche d'alpha-case
Fig.02 . Aspect en Microscopie Electronique à Balayage
d'un échantillon de titane brut de coulée vu en coupe,
mettant en évidence la couche externe d'alpha-case

17. La couche d'alpha-case
Cette structure est cassante et est susceptible de
corrosion, ce qui oblige son élimination par voie
mécanique.
Le traitement conventionnel et classique des pièces par
sablage permet d'éliminer cette couche de pollution
et laisse une surface pouvant être travaillée
facilement.
Une autre méthode de nettoyage de surface a été
proposée : elle est assurée par un brassage des
pièces métalliques avec des éléments abrasifs dans
un milieu acide

18. La couche d'alpha-case
Fig.03. Aspect de surface en Microscopie Mécanique à Balayage
après polissage mécanique.

19. La couche de passivation
Dans le cas du titane, une couche est adhérente au métal et
se reforme spontanément si on l'élimine. Cette couche
de passivation apparaît comme une barrière qui protège
le métal de la corrosion.
Les oxydes la constituant sont : TiO, Ti02, Ti203 et Ti304. Ces
oxydes se répartissent différemment entre l'air ambiant
et la surface du métal : Ti02 est en contact de l'air, TiO sur
le métal et entre eux se situent les deux autres oxydes.
Cette couche très fi ne joue un rôle biologique très
important en implantologie, car elle « masque » le métal
situé sous la couche et le rend invisible à tous les
processus tissulaires intégratifs. Le titane n’est pas
reconnu par les cellules comme étant un métal : il est
alors toléré par les tissus.

20. La couche de passivation
Bien que le titane soit revêtu d’une couche d’oxyde,
une corrosion a toutefois clairement été mise à jour
sur des surfaces en titane exposées à certains milieux
acides.
Cet effet a été observé en cas d’utilisation de vernis
fluorés ou de gels fluorés, utilisés par exemple en
prévention.
On suppose alors qu’en milieu acide, la surface d’oxyde
du titane est colonisée par des ions fluor et que cela
perturbe la et que cela perturbe la protection contre
la corrosion.

21. Le Zircon

22. Définition
Le zirconium est utilisé notamment pour la fabrication
d’implants en céramique d’oxyde de zirconium.
Celle-ci est fabriquée dans un minéral appelé silicate de
zirconium (ZrSiO4), également appelé à tort « oxyde
de zirc
Il s’agit d’une céramique haute performance très
résistante qui ne possède plus aucune propriété
métallique, mais qui semble en revanche présenter
l’excellente biocompatibilité attendue de tous les
matériaux céramiques.

23. L’implant non métallique
Les implants céramiques sont en principe insérés dans
l’os maxillaire selon la même méthode que pour les
implants en titane.
L’implantologue expérimenté préféra toujours proposer
à son patient un traitement le plus doux possible et
opter pour une approche thérapeutique mini
invasive afin de réduire au minimum le traumatisme
chirurgical.

24. Propriétés physiques
Si l’on compare les deux matériaux d’implant en termes
de stabilité, le titane a certainement l’avantage, en
tant que métal, d’être malléable à froid et par
conséquent d’absorber les tensions dues à la torsion
dans la structure métallique. Mais si l’on en croit
certaines études.

25. L’implant non métallique
l’oxyde de zirconium possède également d’excellentes
propriétés physiques qui lui permettent de faire face
aux forces d’occlusion grâce à une résistance
suffisamment élevée à la fracture.
Sa résistance élevée à la flexion et à la rupture est
particulièrement remarquable pour une céramique
oxydé.

26. Particularités
Lors de l’utilisation d’implants en oxyde de zirconium,
on observe par conséquent les différences suivantes
dans la procédure chirurgicale :
• Respect du diamètre d’implant recommandé
• L’agencement supragingival de l’implant est fait
directement en bouche avec des diamants à point
rouge et sous refroidissement suffisant à l’eau.
• Le port de dispositifs de protection est vivement
conseillé pendant la phase de cicatrisation.
• Pas de deuxième intervention chirurgicale.

27. Conclusion
La réussite clinique des implants-vis en titane a
été démontrée, de manière très sûre, dans un
grand nombre d’études, alors que l’oxyde de
zirconium, un matériau encore relativement
récent en médecine dentaire, doit encore faire
ses preuves dans des études plus vastes et
plus longues que celles menées jusqu’à ce
jour.