Le futur technicien de laboratoire doit développer son sens critique et être capable d’apprécier les qualités physiques et chimiques de tel ou tel matériau en se fiant à ses propres connaissances acquises, plutôt qu’à se fier à la publicité tapageuse d’un négociant.
En outre, il est nécessaire que dés l’apprentissage, le futur technicien s’habitue à utiliser une terminologie, non plus basée sur l’empirisme mais sur la science.
Cette terminologie sera le premier pas vers la connaissance des matériaux. les informations ainsi stockées permettront de manipuler les différents matériaux prothétiques d’une façon cohérente, sans risque de dégradation, qui pourraient hypothéquer l’élaboration prothétique.
II. Définition d’une P.P.A.C. :
La p.p.a.c. est une thérapeutique qui a pour objet la restauration prothétique de toute édentation partielle par l’intermédiaire d’un appareil amovible constitué par un chassé et un ensemble de crochets entièrement coulés.
La .p.p.a.c. permet une meilleure répartition des forces occlusales entre les dents piliers e t les surfaces ostéo-muqueuses.
La conception, la réalisation et la mise en place de la p.p.a.c. constitue un problème aussi technique que biologique. C’est pour cela que la connaissance :
*Des matériaux utilisés.
*D’une classification des différentes édentations.
*Et des problèmes biomécaniques posés par les différents éléments de cette prothèse est nécessaire pour la réussite de nôtre thérapeutique prothétique.
III- Les matériaux utilisés en p.p.a.c.
1. Matériaux d’empreintes :
*Introduction : les matériaux d’empreintes sont utilisés dans le but de reproduire les structures orales.
Tous les matériaux d’empreintes doivent être plastiques ou fluides au moment où l’on procède à la prise d’empreinte.
Après leur réaction, on peut distinguer deux grandes classes de matériaux d’empreintes : élastiques et inélastiques (plastiques et fragiles).
Les matériaux élastiques couramment utilisés sont les hypocycloïdes de type agar-agar et alginate, les polysulfures, le silicone, et le polyéther. Les matériaux inélastiques comprennent la pâte thermoplastique l’oxyde du zinc eugénol et le plâtre.
1.1. Hydrocolloïdes de type alginate
A. Applications :
-Empreinte de bouche complète.
-Empreinte de quadrant
B. Composition :
1. Alginate de sodium (12-15 p. 100) substance réagissante.
2. Di hydrate de sulfate de calcium (8-12 p.100) substance réagissante.
3. Phosphate de sodium ou carbonates de sodium (2 p. 100) retardateur.
4. Charge inerte (70 p. 100) telle que la terre de diatomées, dont le rôle est de contrôler la rigidité du gel.
5. Fluorure du zinc alcalin destiné à assurer une bonne surface ou modèle de gypse.
6. Agents colorants et aromatisants pour l’esthétique.
C. Réaction de prise :
La poudre est mélangée à l’eau :
*Le phosphate de sodium réagit avec le sulfate de calcium pour donner un temps de travail adéquat.
2 NA3PO4 + 3CaSO4 Ca 3(PO4) +3Na2SO4
*Après la réaction du phosphate de sodium, la portion restante du sulfate de calcium réagit avec l’alginate de sodium pour former un alginate de calcium insoluble qui, avec l’eau, produit un gel.
Na alginate +CaSO4+H2O Ca alginate+Na2SO4
Poudre gel
*Des températures élevées et un rapport poudre/eau augmenté diminuent le temps de prise.
D. Propriétés :
Le taux d’élasticité des alginates est de 97.3p.100, ce qui démontre qu’ils sont moins élastiques donc moins précis que les hydrocolloïdes de type agar-agar. Et que les matériaux d’empreintes de type caoutchouc.
Leur limite de reproduction est également plus basse, ce qui indique que les alginates peuvent reproduire moins finement les détails.
E. Manipulation :
*Dosage : la poudre ; fournie en boîte ; doit être agitée afin de s’aérer. On utilise une mesure de poudre pour une mesure d’eau.
Généralement, une cuillère pour la poudre et un cylindre gradué pour l’eau sont fournie avec le produit. Lorsque la poudre est fournie dans des enveloppes prédosées, on utilise un sachet de poudre avec la quantité d’eau indiquée par le manufacturier.
Un rapport poudre/eau plus élevé augmente la résistance générale. La résistance au déchirement ainsi que la consistance, et diminue le temps de travail et de prise ainsi que la flexibilité.
*Température de l’eau : le fait de refroidir l’eau augmente le temps de travail et le temps de prise.
*Spatulation : Un temps et un mode de spatulation adéquat sont nécessaires, sinon il résulte un mélange granuleux et une pauvre reproduction des détails.
Bien accomplie, la spatulation donne un mélange lisse, crémeux avec un minimum de porosité. On recommande de mélanger vigoureusement durant une minute dans le cas d’alginate à prise régulière, et durant 45 secondes pour le matériau à prise rapide.
*Temps de travail : les alginates ont un temps de travail d’environ 2.5 minutes, ce qui est relativement court et durcissent approximativement dans les 3.5 minutes qui suivent le malaxage.
*Stabilité : les alginates sont aussi instables que les hydro colloïdes de type agar-agar, en effet dans les deux cas il s’agit de gels qui se contractent ou qui prennent de l’expansion selon qu’ils perdent ou qu’ils absorbent de l’eau. Le modèle doit donc être coulé peu de temps après la prise et le nettoyage d’empreinte.
*Durcissement du gypse : les alginates comme les hydrocolloïdes de type agar-agar retardent la prise des modèles coulées en gypse avec lesquelles ils sont en contact. Le manufacturier ajoute de sulfates de potassium aux alginates dans le but d’accélérer la prise du gypse et aussi d’obtenir des modèles à surface lisse
1.2. Les élastomères :
A. Caoutchoucs de type élastique :
a. Applications :
-Empreinte unitaire.
-Empreinte de quadrant.
-Empreinte de bouche complète.
b. Composition :
1. pâte base :
· Polymère de type polysulfure (80 p.100) à faible masse molaire (environ 4000) avec des groupements de mercaptans (-SH) situés en bout de chaîne et latéralement.
C2H5
HS—R-S-S-C-S-S-R-SH
 |
SH
· Le reste est composé de charges inertes et plastifiants telles que le bioxyde de titane, le sulfure du zinc et la silice, ces charges contrôlent la rigidité. La quantité de la charge varie de 12à50p.100, selon la consistance (faible viscosité, viscosité moyenne, grande viscosité).
·
2. Accélérateur ou pâte catalyseur :
1. Peroxyde de plomb (30 p.100) comme catalyseur.
2. Soufre (1-4 p.100) comme promoteur.
3. Phtalate de dibutile ou autres huiles inertes (17p.100) pour former une pâte.
4. Petites quantités d’acide stéarique pour aider la polymérisation.
c. Réaction de prise :
Le peroxyde de plomb catalyse la condensation des groupements de b-Sh des autres molécules ; ainsi se forment des chaînes de façon linéaire et réticulée. Durant ce processus le matériau passe de l’état pâteux à l’état caoutchouc. Une augmentation de la température ou la présence d’humidité accélère la réaction.
Mercaptan+ peroxyde du plomb
base catalyseur
Caoutchouc de type polysulfure+oxyde de plomb+eau
(empreinte).
d. Propriétés :
1. élasticité : dans le cas des polysulfures, le taux d’élasticité est d’environ 98p.100 ce qui est légèrement inférieur à celui des autres matériaux d’empreintes de type caoutchouc (silicone et polyéther).
2. fluage : on donne une valeur moyenne de 0.5.100 ce qui indique une tendance à la distorsion pendant le stockage de l’empreinte, le taux de fluage est plus élevé pour les polysulfures de faible viscosité que pour celui de grande viscosité ; 0.9p.100 pour le premier et 100 pour l’autre.
3. Flexibilité : les polysulfures de faible viscosité possèdent un taux de flexibilité d’environ 10p.100 ; celui des polysulfure de viscosité moyenne est d’environ 7.p.100 tandis que celui des polysulfures de grande viscosité est de 5p.100.
e. Manipulation :
1. dosage : d’égales quantités de pâte base et de pâte catalyseur sont déposés sur une plaque de carton jetable.
2. Formation du mélange : la pâte base et la pâte catalyseur sont mélangés complètement à l’aide d’une spatule rigide à section décroissante. La pâte catalyseur est foncée et la pâte base est blanche, ainsi l’obtention d’une couleur uniforme constitue l’indication d’un mélange complet, on considère comme adéquat un temps de mélange de 45 à 60 secondes.
3. Temps de travail : le temps de travail est d’environ 5 minutes, ce qui est convenable si on considère que le temps de mélange de 45 à 60 secondes, le temps de travail ainsi que le temps de prise son diminués lorsque les polysulfures sont manipulés en présence de températures et d’humidité élevée
4. Contraction lors de la polymérisation : comme les polysulfures prennent plus de temps à durcir que les silicones, ils requièrent par conséquent plus de temps opératoire, ils tachent les vêtements de façon permanente , ils peuvent être moulés par électrodéposition.
B. caoutchouc de type silicone :
a. applications :
*Empreinte unitaire
*empreinte de quadrant
*empreinte de bouche complète.
b. composition :
1. Pâte base :
-Polydiméthylsiloxane à masse molaire modérément élevée et à groupement d’hydroxyles terminaux.
-Un silicate d’orthoalkyle comme agent de réticulation.
-Charge inorganique de 30à40 p.100 dans le cas de silicones à grandes moyennes et faible viscosité et 75p.100 dans le cas de silicones à consistance mastic « putty ».
2. Catalyseur :
-Ester métallique organique tel que l’octoate d’étain ou le dilauréate de dibutylétain.
-Diluant huileux s’il s’agit d’un liquide, agent épaississent s’il s’agit d’une pâte.
c. Réaction de prise :
L’ester organique métallique catalyse la réaction, une partie de la polymérisation consiste en le formation de chaînes par condensation des groupements –OH terminaux du siloxane : l’autre partie de la réaction est consacrée à la réticulation des chaînes entre elles au moyen des molécules de silicates d’orthoalkyle.
Polydiméthylsiloxane + silicate d’orthoalkyle
(pâte base) (pâte de liquide catalyseur)
Caoutchouc de type silicone + alcool
(empreinte)
.
d. propriétés mécaniques :
1. élasticité : on rapporte une valeur moyenne de 99.5 p.100 ce qui est excellent.
2. Fluage : le fluage des silicones est faible ; la plupart des taux de fluage rapportés se situent au dessous de 0.1p.100 ce qui indique qu’avant d’être coulée, ce matériau est mois susceptible de se déformer s’il est soumis à une légère pression.
3. Flexibilité : les silicones sont plus rigides que les polysulfures.
4. Stabilité dimensionnelle : la contraction au cours des premières 24 heures est d’environ 0.6p.100. elle est plus petite lorsque la charge est de 75p.100 comme dans le cas des silicones à consistance mastique (putty),ces silicones sont utilisés dans la fabrication des portes empreintes dessinés à prendre une empreinte finale en couche mince (Wash) à l’aide d’un silicone de faible viscosité.
A peu prés la moitié de la contraction s’effectue pendant la première heure, ce qui est plus important que dans le cas de la prise des polysulfures ou des polyéthers.
Cette contraction importante est due à la polymérisation ainsi qu’à l’évaporisation d’alcool qui se forme pendant réaction. On introduit récemment sur le marché un silicone dont la réaction de polymérisation se fait sans produit secondaire volatile et avec une contraction de prise de l’ordre de 0.05p.100 seulement ; à tous points de vue la précision en est grandement améliorée.
e. Manipulation :
La manipulation ressemble à celle des polysulfures, sauf que les silicones sont parfois fournies sous forme de pâte base et de liquide catalyseur. Lorsque les silicones sont fournies sous cette forme, on recommande d’utiliser une goûte de liquide pour chaque 25.4 mm de pâte base.
Le temps de prise (de 6 à 8 minute), ce qui constitue une économie de temps d’opération, l’électrodéposition est possible avec les silicones. On doit procéder à la coulée du modèle aussi tôt que possible à cause de la contraction de polymérisation élevée. L’utilisation du système silicone mastic silicone à faible viscosité est également recommandé dans le but d’obtenir plus de précision. Le temps de prise se trouve diminué en présence de températures élevées et de grande humidité.
N.B : on doit éviter le contact direct avec le catalyseur et les mains ; il en est de même entre les tissus buccaux et les silicones mélangés de façon incomplète.
C. Caoutchouc de type polyéther :
a. Applications :
-Empreinte unitaire
-Empreinte n’impliquant pas plus de 3 dents.
b. Composition :
*Pâte –base polyéther à faible masse molaire avec groupements terminaux d’éthylène imine.
*Pâte catalyseur : Ester aromatique de l’acide silfonique additionné d’un agent épaississant pour former une pâte.
c. réaction de prise :
Une polymérisation ionique se produit par ouverture des noyaux-en l’occurrence les groupements d’éthylènes imine- et formation des chaînes. La réaction transforme la pâte en caoutchouc.
Polyéther+ester sulfonique caoutchouc de polyéther(base) (catalyseur) (empreinte)
d. propriétés :
*temps de travail : le temps de travail est de 2 minutes et le temps de prise est de 2.5 minutes, ce qui est court et limite les possibilités de prise d’empreintes étendues ou complexe.
*consistance : la consistance est comparable à celle des silicones de moyenne viscosité, cependant elle devient rapidement visqueuse à cause de la vitesse de la réaction.
*Stabilité dimensionnelle : avec comme valeur moyenne 0.30p.100 pendant les premières 24 heures, les polyéthers se comparent avec les meilleures caoutchouc de type polysulfure. Du fait que les polyéthers absorbent de l’eau et donc se trouvent sensibles aux changements dimensionnelles. Il est recommandé de ne pas les stocker dans l’eau.
*élasticité : concernant l’élasticité ; on reconnaît aux polyéthers une valeur moyenne de 98.9p.100 ce qui les situe entre les polysulfures et les silicones.
*Fluage : le fluage des polyéthers est très faible, de fait, il est plus faible que celui de n’importe quel matériau d’empreinte élastique.
*Flexibilité : la flexibilité est faible (c.à.d. que la rigidité est grande). Cette caractéristique engendre certains problèmes lorsqu’ il s’agit d’enlever l’empreinte de la bouche ou du modèle de l’empreinte. On recommande d’utiliser une couche de caoutchouc plus épaisse entre la porte empreinte et l’empreinte elle-même.
*Manipulation : la manipulation des polyéthers ressemble à celle des polysulfures et des silicones. En raison du temps de travail court, on mélange vigoureusement et rapidement (de 30 à 45 secondes) d’égales quantités de base et de catalyseur.
N.B : On a noté certaines réactions tissulaires dues au contact du catalyseur avec la peau ou la muqueuse ; on doit donc veiller à ce que le matériau soit mélangé complètement.
1.3. Oxyde du zinc eugénol :
A. applications :
*Empreinte de prothèses complète ou avec très peu ou pas de rétention, l’oxyde du zinc eugénol est utilisé en couche mince (Wash) dans un porte empreint fabriquée à partir de la pâte thermoplastique de type II ou d’acrylique.
B. Composition :
1. Système à deux pâtes : une pâte ; la pâte base contient de l’oxyde de zinc, des huiles et du colophanes hydrogène. L’autre pâte, la pâte catalyseur, contient de 12 à 15 p.100 d’eugénol, des huiles, des colophanes et des charges de type talc ou kaolin. Ces deux pâtes sont de couleurs contrastantes, ce qui permet de déterminer à quel moment elles sont bien mélangées. On trouve sur le marché des pâtes à prises lente et à prise rapide.
2. système poudre-liquide : la poudre contient de l’oxyde du zinc, le liquide contient de l’eugénol, des huiles des accélérateurs et un liquide colorants. Le liquide peut être à prise rapide ou lente.
C. Réaction de prise :
En présence d’humidité, l’oxyde du zinc réagit avec l’eugénol pour former un eugénate de zinc ou précisément l’eugénolate de zinc, qui sert de matrice à l’oxyde de zinc non réagi.
ZnO (excès) + eugénol eugénolate de Zn + Zno(non réagi). (poudre) (liquide) (solide)
La réaction de prise est accélérée par la présence de l’eau, d’humidité et de chaleur. Une contraction de l’ordre de 0.1p.100 se produit lors de la prise.
D. propriétés mécaniques :
Ces matériaux d’empreintes sont classifiées en substances à prise rapide et à prise lente. Les premières durcissent en 10 minutes environ alors que les autres durcissent en 15 minutes. Cependant qu’ils soient à prise rapide ou lente, ces matériaux commencent à durcir après 5 minutes environ.
Avant la réaction le matériau à prise rapide est plus fluide que le matériaux à prise lente. Après la réaction, les substances à prise rapide sont plus dures et plus fragiles.
E. Manipulation :
On peu utiliser les deux pâtes en quantités égales, ou la poudre et le liquide selon les indications du manufacturier ; ces matériaux sont mélangés à l’aide d’une spatule rigide sur une plaque de verre ou de carton prétraité. Une fois mélangé, le matériau est placé dans un porte empreinte faite de pâte thermoplastique (type II) ou d’acrylique.
Une augmentation de température ou d’humidité raccourcit le temps de prise.
Le matériau durci n’adhère pas au plâtre ou à la pierre.
1.4. Pâte thermoplastique (type I et II) :
1. Applications :
*empreintes de couronne complète de (type I).
* Empreintes de prothèse partielle ou complète (type II).
* Porte-empreintes destinés à contenir un matériau d’empreinte final (typeII).
2. Composition :
a. Résines naturelles (environ40p.100):celles-ci donnent aux matériaux leur
caractère thermoplastique. Le shellac est une résine naturelle souvent
Utilisée.
b. Cires (environ7p.100) : elles confèrent aussi des propriétés
thermoplastiques.
c. Acide stéarique (environ 3p.100) : l’acide stéarique agit comme lubrifiant et plastifiant.
d. Charges et pigments inorganiques (environ 50 p.100) : on utilise de la terre de diatomée, de la stéatite (craie de Briançon), et du talc.
3. Réaction de prise :
Ces matériaux sont thermoplastiques : on les utilise une fois chauffés (45°c. °), après on les laisse refroidir jusqu’à la température de la bouche (37°), température à la quelle ils sont assez rigides. Le mécanisme de prise est donc un processus physique réversible plutôt q’une réaction chimique.
4. Propriétés :
*Fluage : les matériaux de type I ont un degré de fluage d’au moins 85 p.100 à 45° et d’au moins de 6p.100 à 37°. Le degré de fluage de matériau de type II est d’environ 70p.100 à 45° et de moins de 2p.100 à 37°. Les deux types deviennent tout à fait plastiques lorsqu’ils sont soumis à une température de 8°seulement.
*Conductivité thermique : ces matériaux ne conduisent pas très bien la chaleur ; c’est pourquoi on doit les chauffer énormément si on veut obtenir une température uniforme à travers toute la masse.
*Coefficient de dilatation thermique : parce que ces matériaux contiennent des résines et des cires, ils possèdent des coefficients de dilatation (et de contraction) élevés. La contraction qui se produit à la suite du passage de la température ambiante peut être aussi élevée que 3 p.100
*Manipulation :
-chauffage : la pâte thermoplastique est ramollie par chauffage à la flamme ou à l’eau chaud. Si on utilise la méthode de ramollissement à la flamme, on doit veiller à ne pas provoquer la volatilisation de certains constituants.
Le ramollissement par pétrissage dans l’eau chaude peut également causer des changements de composition et engendrer des modifications de fluage. Le but est donc d’obtenir le ramollissement uniforme de la pâte thermoplastique sans utiliser des températures excessives ou de longues périodes d’immersion dans l’eau.
-Refroidissement : pour refroidir l’empreinte dans la bouche, on utilise un jet d’eau à température ambiante .le refroidissement doit continuer jusqu’à ce que la masse toute entière soit rigide, afin de réduire le fluage plastique.
NB : On doit prendre soin de ne pas surchauffer ou brûler les tissus. De plus, l’eau de refroidissement ne doit pas être trop froide, afin d’éviter le choc thermique.
E. Hydrocolloїde de type AGAR-AGAR.
1. Application :
*Empreinte de bouche complète
*Empreinte de quadrant
*Empreinte unitaires (moins fréquemment).
2. Composition :
*Agar-agar(12-15p.100) ; c’est un gel.
*Borax (0.2p.100) ; augmente la résistance.
*Sulfate de potassium (1-2p.100) ; fournit aux modèles de gypse ou aux modèles unitaires une bonne qualité de surface.
*Benzoate d’alkyle (0.1p.100) : c’est un préservatif.
*agents colorants et aromatisants : rendent l’empreinte plus facile à lire et plus esthétique.
3. Réaction de prise : le matériau, fourni sous forme de gel, peut être converti en un sol (liquide) par chauffage ; le refroidissement du sol lui redonne l’état de gel.
Hydrocolloide de type refroidi à 43°c hydrocolloïdes de type
Agar-agar (chaud) agar-agar (froid).(sol) chauffé à 100°c (gel)
Les transformations de gel à sol et de sol à gel dépendent du temps et de la température. La gélification d’un Hydrocolloide est, en un sens, un processus de solidification. Cependant contrairement à la glace par exemple, le gel d’hydrocolloïde ne passe pas à l’état sol à la même température qu’il se solidifie.
Le gel doit être chauffé à une température plus élevée, température de liquification, pour pouvoir retourner à l’état sol. Le décalage entre la température de gélification et la température de liquification du gel est appelé hystérèse. On considère que 43°C constitue une valeur typique de la température de gélification.
4. Propriétés :
Ils sont fortement élastiques (98.8 p.100), et suffisamment flexible (11p.100) pour donner des empreintes précises des dents, on dépit des zones rétentrices qu’elles comportent .lorsqu’ils sont soumises à des contraintes de façon rapide, ils sont plus forts ; c’est pourquoi on recommande, pour ces matériaux de retirer l’empreinte de la bouche d’un seul coup et rapidement.
5. manipulation :
*Chauffage : on procède de la façon suivante :1) chauffer dans l’eau à 100° pendant 8 à 12 minutes ,2) stocker dans l’eau à 65° – 3) placer dans le porte-empreinte à 65° et tempérer dans l’eau à 46° durant 2 minutes avant de prendre l’empreinte.
*Refroidissement : le porte-empreinte est constitué de façon à permettre une circulation d’eau interne, après l’avoir inséré dans la bouche , il faut le laisser refroidir en y faisant circuler de l’eau à une température ne dépassant pas 13 °, jusqu’à ce que la gélification se produise.
*Traitement d’empreinte : après avoir retiré l’empreinte de la bouche, il est nécessaire de la laver pour enlever la salive car celle-ci pourrait interférer avec la prise du gypse. On se débarrasse de l’excès d’eau en secouant l’empreint et en y appliquant un léger jet d’air. On coule ensuite l’empreinte avec de la pierre dentaire. Si l’empreinte est stockée pendant une période de temps à 100p100 d’humidité relative avant d’y couler le modèle en doit nettoyer la surface comme précédemment, dans le but d’enlever toute exsudat causé par la synérèse.
*Instabilité dimensionnelle : les empreintes d’agar-agar. Perdent de leur précision pendant le stockage, c’est pourquoi il est nécessaire de couler les modèles en gypse sans délai. Si les empreintes d’agar agar doivent être stockées, pour obtenir le minimum de changements dimensionnelles on doit les garder à une atmosphère à 100p.100 d’humidité relative pendant un maximum d’une heure.
-Imbibition : phénomène d’absorption de l’eau par le gel qui cause normalement une expansion.
-Synérèse : phénomène d’exsudation d’eau qui entraîne une contraction.
*.Caractéristiques de manipulation : Les matériaux d’agar-agar possèdent un temps de travail long. Cependant cet avantage perd de son importance si l’on considère que la manipulation de ces matériaux nécessite des bains de conditionnement. La gélification qui se produit en faisant circuler de l’eau fraîche dans des porte-empreintes spéciaux. requière un matériau particulier. Le choc thermique, qui se produit par le refroidissement soudain du porte-empreinte chaud peut être douloureux pour les patients si certaines dents portent des restaurations métalliques.
* Prise du gypse : Les hydrocolloїdes de type agar-agar ont un effet retardateur sur la prise du gypse ; ainsi les modèles unitaires et les modèles d’étude présentant un fini de surface pouvant laisser à désirer. Il fut un temps où l’on devait tremper l’empreinte dans une solution de sulfate de potassium à 2p.100 afin d’obtenir une surface à fini lisse. Aujourd’hui la plupart des matériaux d’agar-agar contiennent du sulfate de potassium qui agit comme accélérateur dans la réaction du gypse, de sorte que le trempage n’est plus nécessaire.
2. Le plâtre :
A. applications en dentisterie :
*Matériaux d’empreinte (peu utilisés de nos jours).
*Modèles généraux et modèles unitaires.
*modèles d’articulation.
*Moules destinés au bourrage à l’aide de polymère.
*Liants dans les revêtements de gypse.
B. Composition :
Les produits de gypse utilisés en dentisterie sont le plâtre de Paris (plâtre dentaire) et les plâtres de grandes résistances (pierre artificielle ou pierres artificielles modifiées). Ils proviennent de la déshydratation partielle du gypse minéral cristallin (dihydrate de sulfate de calcium CaSO4 x 2H2O), et nous sont livrés sous forme de poudres fines, blanches dans le cas du platre et colorées, pour fins d’identification, dans le cas de pierre. Lorsqu’ils sont mélangés à l’eau en respectant les proportions justes, ils forment une pâte qui devient rigide après réaction.
Pour le plâtre comme pour les pierres ; l’ingrédient de base est le même au point de vue chimique : il s’agit de l’hemihydrate de sulfate de calcium CaSO4 x 2H2O .
C. processus de prise :
1. Réaction de prise : lorsqu’elle est mélangée à l’eau l’hemihydrate se combine à nouveau avec cette dernière pour former le dihydrate. la réaction est exothermique.
CaSO4 x ½ H2O +1½ H2O CaSO4 x 2H2O.Le mélange initial consiste en une suspension de particules d’hémihydrates dans l’eau. Tout d’abord une petite quantité d’hemihydrate se dissout jusqu’à ce que la limite de solubilité soit atteinte ; ainsi la phase aqueuse devient une solution saturée d’hémihydrates.
Le dihydrate constitue d’ailleurs, à la température ambiante, la forme d’hydrate la plus stable du sulfate de calcium ; il est encore moins soluble que l’hemihydrate ; c’est pourquoi il précipite. Ce phénomène permet alors à une nouvelle quantité hemihydrate de se dessoudure, ainsi la réaction de prise peut être considérablement comme une entrée continuelle en solution hemihydrate, accompagnée d’une précipitation du dihydrate.
De cette façon sont produits des agglomérats de cristaux microscopiques de gypse, généralement de forme aciculaire, aux endroits de la suspension, où s’amorce la cristallisation. Ces endroits ou sites propices peuvent être des impuretés (ex : des particules de gypse résiduelles) ou des portions de particules d’hémihydrates non dissoutes et en état de contrainte.
2. Quantité d’eau nécessaire : principalement à cause des différences de volume de la poudre, le plâtre ; la pierre artificielle et la pierre artificielle modifiée exigent des quantités d’eau différentes, tant pour mouiller leurs particules que pour produire des mélanges visqueux malléables.
La quantité d’eau suffisante nous est fournie par un rapport eau/poudre (e/p) exprimé en fractions décimales -0.50 pour le plâtre et 0.30 pour la pierre artificielle et 0.25 pour la pierre artificielle modifiée , lesquelles constituent des donnés typiques de rapporte/p lors de prise . 100g d’hémihydrates sont combinés avec18.6 g d’eau. ainsi il reste toujours de l’eau en excès et aucunement réagie (comme solution saturé de gypse) dont la masse durcie. Cet excès d’eau constitue une faiblesse dans le modèle coulé ; ce procédé a cependant pour effets de laisser de microscopiques porosités qui affaiblissent le modèle séché. La résistance d’un échantillon humide et celle d’un échantillon séché dépendent de la quantité relative d’eau non réagie après la prise et aussi du rapport e/p du mélange initial. la quantité de l’eau résiduelle est moindre dans le cas de la pierre artificielle modifiée, qui par conséquent constitue la masse la plus forte.
3. Stades de prise : pendant le processus de prise qui est continu à partir du début du malaxage jusqu’à ce que la prise soit réalisée, on peut identifier d’importants changements physiques. Au tout début le mélange est un liquide visqueux ou pseudoplastique si le mélange est épais. La surface du mélange est brillante, à cause de la présence d’une phase aqueuse continue. Au fur et à mesure que la réaction progresse, des cristaux de gypse commencent à croître et à s’accumuler les unes sur les autres ; alors le mélange devient plastique.
La surface brillante disparaît au moment où la phase aqueuse s’infiltre dans les pores formés par la croissance des cristaux qui s’entassent les uns sur les autres. La continuation de la croissance de cristaux finit par transformer la masse en un solide rigide, faible au début mais gagnant de la résistance avec l’augmentation de la quantité relative de la phase solide.
D Microstructure du matériau après réaction :
a)Porosité : après réaction ; le plâtre (ou la pierre) consiste en un agrégeant de
cristaux de gypse entremêlés et de forme aciculaire entre lesquels
apparaissent des porosités microscopiques. Ces porosités inhérentes à la
structure, sont de deux sortes :
-Microporosités causées par la présence d’eau non réagie demeurée dans la
masse réagie. Ces vides sont presque sphériques et apparaissent entre les
agrégats de cristaux de gypse.
-Microporosités causées par la poussée des cristaux en croissance. Ces vides
sont plus petites que les précédents ; ils sont irréguliers et apparaissent à
l’intérieur des agrégats de cristaux de gypse.
b) Effet du rapport e/p. les deux sortes de porosités inhérentes à la structure sont affectées par le rapport e/p, mais de façon différente et inverse.
* un rapport e/p bas laisse moins d’eau non réagie dans la masse réagie ; il y a ainsi moins de porosités du premier type.
*. Un rapport e/p bas augmente l’effet de la croissance cristalline pendant la
réaction, en ce sens que les noyaux de cristallisation disponibles dans le mélange sont concentrés dans un volume totale plus petit ; le contact ou (l’entassement) des cristaux en croissance les uns sur les autres se produit plus tôt et par conséquent donne de meilleurs effets. La quantité de porosités du deuxième type est donc augmentée.
*. pour n’importe quel rapport e/p, la proportion totale de l’un et l’autre type de porosités dans la masse réagie de gypse est le résultat de la somme de ces deux effets réciproques. Qu’il s’agisse de plâtre ou de pierre , le premier effet prédomine, de sorte que le résultat net est toujours une diminution de la quantité totale de porosités de l’une ou l’autre sorte(c.à.d. une augmentation de la densité apparente) à mesure que le rapport e/p du mélange diminue.
E. Propriétés :
a).Vitesse de durcissement :
a.1) Temps de manipulation :
* coulée :la manipulation du mélange doit être complétée pendant que le mélange est encore liquide. Si le mélange est pseudoplastique, on aura besoin de la faire vibrer.
*Moulage : la manipulation doit être terminée avant que le mélange perde sa plasticité et devienne rigide. Il n’y a pas de méthode objective reconnue pour mesurer cette période de temps.
a.2) Temps de prise : on peut déterminer un temps de prise arbitraire (temps de prise initial) en utilisant des pénétromètres appropriés. Le temps de prise initial est un indicateur du moment où le matériau est assez fort pour être manipulé et taillé. La réaction de prise ainsi que l’augmentation de résistance se continuent pour une période de temps assez longue après ce temps de prise initiale.
a.3) Control de la vitesse du durcissement :
-Additifs : les manufacturiers ajustent la vitesse du durcissement de hemihydrate en y ajoutant des accélérateurs et des retardateurs, souvent selon un mélange équilibré. Les accélérateurs typiques sont les sulfates de potassium et le tartrate de potassium-sodium (sels de Rochelle). Les retardateurs typiques sont les citrates de sodium et le borax. Le mode d’action de ces substances n’est pas clairement compris de sorte qu’on les utilise de façon empirique.
-Rapports e/p : pourvu qu’il ait suffisamment d’eau pour permettre une diffusion continue d’ions à partir de la phase aqueuse soluble jusqu’à la cristallisation, la vitesse de la réaction de prise des produits de gypse est indépendante du rapport e/p. Cependant, en pratique ; les changements physiques qui accompagnent le processus de réaction surviennent plus rapidement si les mélanges sont épais, du fait du volume plus réduit de la phase aqueuse permet une initiation et une accumulation plus précoces des cristaux de gypse. Le temps de manipulation et le temps de prise sont ainsi inversement proportionnels au rapport e/p.
b).Expansion de prise : la réaction de prise entraîne une diminution du volume véritable des substances réagissantes. Cependant aussi tôt que le mélange a atteint une certaine rigidité, on observe une expansion isotrope causée par la poussée des cristaux en croissance.
b.1). immersion : lorsqu’on ajoute aux produits du gypse, une quantité additionnelle d’eau pendant leur prise, il se produit une expansion plus grande que celle qui accompagne leur prise à l’air libre.
Lorsque l’expansion commence à ce produire, l’eau contribue ainsi à maintenir une phase aqueuse continuelle dans laquelle la croissance cristalline peut évoluer sans restriction.
b.2) contrôle de l’expansion :
*Additifs : lorsque la précision de la dimension est importante, il est souhaitable qu’il n’ y ait que très peu d’expansion, plusieurs accélérateurs et retardateurs, en plus d’influencer la prise en réduisant ainsi l’expansion .
Les manufacturiers peuvent donc réduire l’expansion de prise contrôler le temps de prise en additionnant à l’hémihydrate un mélange bien équilibré d’accélérateurs et retardateurs. Ces additifs réduisent aussi la résistance du matériau ; la composition de la pierre artificielle et de la pierre artificielle modifiée constitue donc un compromis entre une réduction souhaitable d’expansion de prise et une réduction non souhaitable de résistance.
*Rapports e/p : pour n’importe quel matériau, le fait de réduire la quantité relative de la phase aqueuse dans le mélange entraîne un meilleur contact et un meilleur entassement des cristaux en croissance les uns sur les autres ; l’expansion de prise est inversement proportionnelle au rapport e/p. parce qu’ils nécessitent moins d’eau . Les deux types d’hémihydrates utilisés pour faire la pierre artificielle et de la pierre artificielle modifiée possèdent une expansion de prise plus grande que celle du plâtre. Cet effet est cependant annulé par les additifs utilisés dans leurs formulations respectives.
c) .Force :
Un modèle en gypse est fragile donc moins résistant à la traction qu’à la compression. Les produits de gypse dont la résistance à la compression est plus élevée sont les plus fragiles. Et leur résistance à la traction est proportionnellement plus basse . La résistance à la traction du plâtre équivalent à peu prés 20p.100 de sa résistance à la compression. Celle de la pierre artificielle modifiée représente environ 10p.100 de sa résistance à la compression . Comme en pratique, un modèle en gypse se casse normalement à la traction, la résistance à la traction constitue un meilleur guide de résistance à la fracture. D’autre part la résistance à la compression nous donne une meilleure indication de la dureté et de la résistance à l’abrasion.
d).solubilité :
Le gypse n’est pas tout à fait insoluble (solubilité d’à peu prés0.2g/100 ml à 20°c). S’il faut tremper dans l’eau des modèles en gypse, on doit le faire dans une solution saturée de sulfates de calcium.
F. Stockage :
La poudre de plâtre et de pierre absorbe l’humidité de l’atmosphère , ce qui entraîne une détérioration graduelle . A des degrés d’humidité de 70p.100 , il y a début d’hydratation à la surface des particules d’hémihydrates ; il s’y forme alors de fins dépôts de cristaux de gypse , s’il n’y a qu’une détérioration minime , ces cristaux agissent comme des véritables noyaux cristallisation et raccourcissent le temps de prise. Si la détérioration est plus accentuée, le mélange ne durcira pas convenablement parce qu’il ne reste pas assez d’hémihydrates pour former une masse durcie cohérente.
Pour éviter cette détérioration, la poudre de plâtre et la poudre de pierre devraient être conservées dans des contenants à l’épreuve de l’humidité et de l’eau, dans un coin approprié du laboratoire.
3- Les cires :
A. Applications :
*Maquettes d’incrustation, de couronne, d’intermédiaire de pont et d’éléments de prothèse partielle amovible.
* Maquettes de prothèse complètes.
* Empreintes de régions édentées.
*Maquettes d’occlusion.
*Utilisations diverses.
B. Composition :
Les cires sont des polymères organiques qui constituent en hydrocarbures et en dérivés des hydrocarbures (ex : esters et alcools).
La masse molaire moyenne d’un mélange de cire se situe entre 400 et 4000 environ, ce qui est bas lorsqu’on la compare à celle des polymères acryliques.
Les cires dentaires sont des mélanges d’ingrédients dans lesquels on trouve des cires naturelles, des huiles, des gras, des gommes et des substances colorantes.
Les cires naturelles sont d’origine minérale (extraites des huiles de pétrole), végétale et animale.
La cire de paraffine est relativement molle et son intervalle de fusion est bas (50°C à 70°C). Elle est utilisée comme cire d’incrustations et de maquettes de prothèse complète. La paraffine est une cire minérale extraite de pétrole raffiné.
La cire d’abeille est fragile et son intervalle de fusion se situe entre 63°C et 70°C. Elle est ajoutée à différents types de cire parce que son fluage s’effectue à la température de la bouche. Cette cire secrétée par les abeilles est extraite des alvéoles des rayons de miel.
La cire de carnauba est dure et tenace, et son intervalle de fusion est élevé (65°C à 85°C), ajoutée à la cire de paraffine, elle a pour effet de la rendre plus tenace et d’en augmenter l’intervalle de fusion. C’est une cire végétale secrétée par certains palmiers tropicaux.
Les cires microcristallines ont un intervalle de fusion élevé (65°C à 90°C). On les ajoute à des mélanges des cires pour en altérer les intervalles de ramollissement et de fusion. Elles servent aussi à diminuer l’importance des contraintes qui apparaissent lors de refroidissement des cires. Elles sont d’origine minérale, extraite du pétrole.
Les cires synthétiques possèdent des points des fusion spécifiques ; on les mélangent aux cires naturelles. Le polyéthylène à masse molaire faible est un exemple de cire synthétique.
C. propriétés :
1. intervalle de fusion : les cires peuvent contenir des constituants cristallins et amorphes, chacun ayant sa propre masse molaire. C’est pourquoi les cires fondrent entre 5°C et 30°C plutôt qu’à une température précise.
2. Expansion thermique et contraction : les cires possèdent les coefficients de dilatation thermiques les plus élevé s de tous les matériaux dentaires. Les changements dimensionnels qui en résultent peuvent donc occasionner un mauvais ajustement des pièces coulées, à moins que ne soient introduites, dans la technique de mise en revêtement, des facteurs de compensation pour équilibrer ce haut cœfficient de dilatation thermique.
La contraction totale de la cire, lors du refroidissement de l’état liquide à l’état solide et jusqu’à la température ambiante peut être aussi importante que 0.4 p. 100 . Elle comprend la contraction de solidification et celle de refroidissement jusqu’à la température ambiante.
3. Fluage : le fluage de la cire est une mesure de sa capacité de déformation lorsqu’elle est soumise à de légères pressions. Le fluage augmente à mesure qu’augmentent la température et la pression. Lorsqu’elle est exposée à une température voisine de sa température de ramollissement, la cire peut fluer sur sa propre masse. Dans les liquides, on mesure le fluage par la viscosité ; dans les solides, il est mesurée par le degré de déformation plastique pendant une période de temps donnée.
Les cires de type B doivent avoir un bon fluage pour reproduire exactement les détailles de la cavité. Par contre, lorsque la cire est refroidie jusqu’à la température de la bouche, le fluage doit être réduit à son minimum afin la distorsion de la maquette lors du retrait de la cavite.
4. Distorsion de la cire :
* Elasticité et relâchement des contraintes résiduelles : les cires ont un comportement partiellement élastiques en ce sens qu’elles ont tendance à reprendre leur forme initiale après déformation. Par exemple une barre de cire qui a été pliée en forme de fer à cheval va lentement se redresser à la température ambiante. La présence de contraintes résiduelles résultant d’un chauffage non uniforme contribue aussi à une distorsion additionnelle et graduelle.
* Réduction minimale de la distorsion de la maquette :
i- Chauffage uniforme : la cire utilisée dans la technique directe doit être chauffée à 50 °c pendant 15 minutes avant d’être employées.
ii- mise en revêtement rapide de la maquette : une fois réagi, le revêtement immobilise la maquette et réduit ainsi la distorsion causée par l’élasticité et le relâchements des contraintes résiduelles.
iii- Conservation à basse température ; les effets dus à l’élasticité et au relâchements des contraintes résiduelles se manifestent plus lentement à basse température. Ainsi si la maquette n’est pas mise en revêtement immédiatement après son retrait de la cavité, il est préférable qu’elle soit conservée dans un réfrigérateur. Dans ce cas la maquette réfrigérée devra revenir à la température ambiante avant sa mise en revêtement.
iv- Résidus laissées lors du chauffage et de l’élimination de la cire. Dans la technique de la cire perdue, la maquette de cire est éliminée du revêtement par évaporisation sous effet de la chaleur. Il ne doit alors rester aucun résidu à l’intérieur du revêtement, car les résidus causent des problèmes de coulée en raison de la formation de rebords arrondis et incomplets dan la pièce coulée.
4. Les alliages précieux et non précieux :
A. applications en dentisterie :
1. grands conjoncteurs, petits conjoncteurs, teneurs indirects et directs(crochets) de prothèses partielles amovibles.
2. Base de prothèses complètes.
3. jumelage chirurgical et péridentaire supporté et retenu par les dents.
B. Composition :
1. Alliages précieux :
*les alliages d’or : si l’on se réfère à la spécification n°5 de l’ADA concernant les alliages d’or, ceux de type IV (D) représentent les alliages les plus durs et les plus résistants des quatre groupes.
*Les alliages de type IV sont utilisés en prothèse amovible et en prothèse conjointe pour les travées de bridge.
D’après CROWELL, W, S, la composition des alliages de type IV est la suivante :
| Type IV(D). | Descrip-tion | Minimum métal noble | AU % | Ag % | Cu % | Pt % | Pd % | Ni% |
| Extra dur | 75 | 60-70 | 4-20 | 11-16 | 0-4 | 0-5 | 1-2 |
Les alliages du type IV peuvent subir un traitement thermique qui modifie considérablement les propriétés mécaniques.
2. Alliages non précieux :
a. Alliages cobalt-chrome: (Co-Cr). Les principaux constituants de la plupart des alliages offertes sur le marché sont le cobalt (60 p.100) et le chrome (25 à 30 p. 100). Ce dernier procure à l’alliage de la résistance à la corrosion. Les constituants secondaires sont le manganèse (MN) et le silicium(Si), qui ont pour fonction d’accroître la fluidité de l’alliage, ainsi que le molybdène(Mo), le tungstène(W) et le carbone (C) comme principaux éléments renforçateurs. Un excès de C( plus de 0.25 p.100), peut rendre l’alliage fragile.
b. Alliages nickel-chrome : (Ni-Cr) : Ces alliages offerts sur le marché contiennent environ 70 p. 100, de nickel et 16 p. 100 de chrome. Les éléments secondaires mais importants sont l’aluminium (environ 2 p.100) et le béryllium ( environ 0.5p.100). L’aluminium et le nickel forment un composé intermétallique (Ni3Al) qui joue un rôle important au point de vue résistance et dureté. le bérytilium (Be) diminue l’intervalle de fusion et améliore la structure de grains, il y a aussi d’autres éléments secondaires : Mo, W , Mn, Co, C et Si.
C. impératifs :
1. Généraux : Les matériaux utilisés pour l’infrastructure des prothèses amovibles et la confection des crochets doivent répondre à différentes critères.
Le matériau de base idéal devrait :
-être dimensionnellement stable, afin d’éviter les déformations, pendant la fabrication, pendant l’usage ou la réparation.
-être inerte vis-à-vis l’environnement buccal,
-avoir une odeur et un goût physiologiquement acceptable.
-ne pas provoquer d’effets physiologiques sur le patient ou le praticien.
-avoir une rigidité importante pour un volume faible, en vue de résister aux pressions requises.
-Ne pas absorber les secrétions salivaires.
-être le moins poreux possible.
-S’harmoniser avec les structures buccales sur le plan esthétique.
-avoir une résistance et une résilience suffisantes pour son utilisation dans une base peu épaisse.
-Permettre la réparation et le rebasage.
-pouvoir être poli et garder très longtemps son éclat brillant,
-avoir une dureté suffisante pour ne pas s’abraser.
-être facilement utilisé au laboratoire, ne pas nécessiter des techniques d’élaborations trop compliquées pour le prothésiste.
-avoir des propriétés physiques de conductivité et de température de fusion et d’expansion, compatible avec l’utilisation demandée.
2. Mécaniques :
Ils comportent trois aspects différents :
a) les impératifs mécaniques au cours de l’élaboration de la structure ou impératifs de réalisation.
b) Les impératifs mécaniques au cours de la fonction,
c) les impératifs physico-chimiques.
a) impératifs de réalisation :
Les impératifs généraux de réalisation sont :
-Une bonne coulabilité.
-Pas ou peu de retrait ce qui permettra d’obtenir une bonne adaptation aux
empreintes,
- Des manipulations pas trop importantes.
- d’une façon plus particulière, il convient d’étudier celles des alliages d’or
et celles des chromes cobalt.
*Alliages d’or :
la coulabilité des alliages est très bonne, liée d’ailleurs à une température de fusion assez faible de 870°C(spécification n°5 A.D.A.) à 980°C.
Le pourcentage de retrait d’un alliage d’or est très faible (environ1.40).
-Alliages cobalt-chrome :
La coulabilité est assez bonne, mais la température de fusion exigée est importante environ 1.300°C. De plus si l’on veut maîtriser simultanément la température et le temps de coulée on doit utiliser une fondeuse électronique à haute fréquence. Ceci permettra une bonne régularisation de la précipitation des carbures et de la formation granulaire.
Le retrait est assez important. , en utilisant des revêtements compensateurs adéquats, il est beaucoup important, mais malgré tout supérieur à celui de l’or (environ de 2.10%).
b)-Impératifs mécaniques au cours de la fonction :
La prothèse se compose de deux parties différentes :
-L’infrastructure.
-Les crochets.
Elles obéissent à des impératifs différents.
-l’infrastructure doit posséder simultanément :
* un grand module d’élasticité pour être très rigide au niveau des sections
fines.
*Une haute limite élastique afin qu’il n’y ait pas de déformation rémanente.
- Le crochet doit avoir :
-une limite élastique importante,
-Un petit module d’élasticité afin que les crochets soient flexibles et puissent passer sous la ligne guide sans que la dent soit lésée ou que le crochet ne soit déformé.
Les caractéristiques du métal character peuvent se résumer ainsi :
Contraction au totale du métal : 1.68% ;
Expansion thermique du revêtement 1.100°C=1.68% ;
Poids spécifique : 8.28 ;
Dureté Vickers (Rockwell) :300 ;
Point de fusion : 1.390° C (2.534 F) ;
Résistance à la tension : 4t au pouce carré
Fléchissement : 40 tonnes ;
Elongation : 5.50 % ;
Ajustage torsion : 90° C.
Dureté 310 à 400 en surface, 340 à 320 à cœur ;
340/350 Vickers en surface, 300 à 320 à cœur ;
Module d’élasticité : 30.000.000 lbs par pouce2.
-la limite élastique du cobalt-chrome est moins importante que le type IV dur,
-la charge de rupture est légèrement plus basse,
-le cobalt-chrome a un module d’élasticité deux fois supérieur à celui l’or ce qui est très intéressent au niveau de l’infrastructure,
-pour la même rigidité, les sections peuvent être plus fines.
Par contre, le crochet or passera plus facilement la ligne guide.
Pour obtenir la même flexibilité avec le crochet Co-Cr il faut reduire la section du bras. Il y a alors diminution de la rigidité et risque de déformation ou de cassure.
Si la section du bras diminue l’on arrive à peu de chose prés au diamètre des grains de stellite. Ce phénomène lié à un % d’allongement faible augmente les risques de fracture du crochet.
La densité du Co-Cr est la moitié de celle de l’or. Cette qualité associée à la diminution d’épaisseur de l’infrastructure assure une très grande légèreté aux prothèses en Co-Cr ; le traitement thermique des alliages d’or peut réduire l’allongement de 20 à 4 environ. Cependant pour éviter les fractures on choisit un % d’allongement supérieur à 6.
En réalité, il est difficile de choisir, en dehors de tout problème financier , entre les deux matériaux. Ceci donne toute sa valeur à l’étude des modèles à la phase pré-prothétique et plus particulièrement aux facteurs suivants :
-l’importance du contre-dépouilles,
-L’axe physiologique des dents piliers,
-la valeur des zones édentées.
Ces différentes éléments de diagnostic :
- imposent l’alliage le plus approprié au cas,
- orientent une conception particulière des dents supports de crochets,
-décideront du choix de l’axe d’insertion des moyens de rétention et de la profondeur de cette rétention.
c) impératifs physico-chimiques :
Ce sujet a été très étudié, il est de notoriété que les alliages d’or et les alliages cobalt-chrome, ont tous une résistance à la corrosion très importante.(+1.68V par rapport à l’hydrogène). Il n’a pas tendance à la passivation. Il a une remarquable résistance à la corrosion dans différents milieux notamment le milieu salivaire.
D’après les spécifications américaines, pour avoir un alliage d’or résistant à la corrosion il faut 75% d’or et de platine (conditions remplis par les alliages type IV).
Au contraire, les stellites sont eux passivables, cette passivité détermine la résistance à la corrosion, elle est due principalement au chrome.
De même les deux alliages utilisés ternissent très lentement, ils garde très longtemps leur poli, dans des conditions normales.
3. Impératifs biologiques :
Ceux-ci se sont de deux ordres :
- Impératifs d’histocompatibilité.
- Impératifs bactériologiques.
a)- Impératifs d’histocompatibilité :
Les alliages d’or ou de cobalt-chrome, donnent de très bonne résultats peu de cas d’allergie à ces alliages ont été signalés, l’un comme l’autre ont été utilisés avec succès en chirurgie.
Les alliages cobalt-chrome donnent à l’heure actuelle entièrement satisfaction aux chirurgiens sur le plan de compatibilité tissulaire, le seul métal ou alliage qui pourrai le supplanter est le titane.
b)- Impératifs bactériologiques :
Les travaux de RITCHIE et de FLETCHE ont mis un accent tout particulier sur l’importance du poli de la structure métallique en relation avec les tissus muqueux.
Ces auteurs ont également souligné la nécessité d’une réduction des micro-organismes. Importance du poli et des micro-organismes sont liés ; une surface parfaitement polie sera difficilement colonisée par des micro-organismes, le glacis de la surface augmente les difficultés de fixation. En outre, à chaque nettoyage, les quelques colonies fixées seront facilement éliminées.
La connaissance du « poli » des différents alliages à notre disposition permet de tirer des conclusions sur le choix du matériau de base d’une prothèse.
*Polissage électrolytique de l’alliage :
Il ne fait aucun doute pour les métallurgistes à l’heure actuelle, qu’il constitue le meilleur moyen de polissage. C’est la technique inverse du dépôt électrolytique. L’alliage est placé à l’anode de la cellule d’électrolyse. Quand le courant passe une partie de l’anode est dissoute et laisse apparaître une couche brillante.
Une surface polie électrolytiquement, étudiée au rugosimètre présente des variations de niveaux, ces variations sont respectivement pour les deux grandes familles d’alliages utilisés :
-Alliage d’or type IV =10 microns.
-Alliages cobalt-chrome=5 microns.
Le 0 absolu serait la surface métallique idéalement polie.
En résumé, les alliages cobalt-chrome ont un très bon poli. Les alliages d’or ont un bon poli. La résine a des variations de 30 microns moins favorable.
Avec les différents alliages utilisés, il y a peu de chance d’avoir des colonisations bactériennes importantes. La plaque dentaire disparaît facilement par simple nettoyage. Il n’apparaît pas de dépôts tartriques comme on peut observer sur la résine.
En conclusion, les deux matériaux métalliques sont compatibles avec les impératifs biologiques et mécaniques, le choix sera seulement déterminé :
-par des considérations matérielles ;
-par des conditions prothétiques.
5. Les revêtements :
Nous n’étudierons que les revêtements compensateurs.
A. définition :
Ce sont des mélanges réfractaires particuliers, utilisés pour la confection de moules utilisé sen fonderie de précision et susceptibles de compenser les variations de volume des maquettes en cire et des métaux utilisés pour leur reproduction.
On distingue deux types de revêtements :
-les revêtements à liant au plâtre, utilisés pour la coulée des métaux ou alliages dont la température de coulée est inférieure à 900° C (alliages d’or).
-les revêtements au silicate et au phosphate utilisés pour la coulée des alliages dont la température de coulée est supérieure à 900° ( alliages base nickel, alliages précieux ou semi-précieux à émailler).
B -les revêtements à liant au plâtre : essentiellement utilisé pour la coulée des alliages d’or conventionnels ou de métal (phantom).
1. Composition : la poudre est essentiellement constituée d’hémihydrates de sulfate de calcium de silice, ainsi que l’élément d’addition tels les agents réducteurs, des accélérateurs, des retardateurs et de colorants.
Le liquide est de l’eau distillé.
2. la prise du revêtement :
-Phénomène de prise : l’eau mélangé à la poudre donne une masse qui durcit dans le temps : c’est ce phénomène que l’on appelle la prise. Le mélange poudre-liquide une fois commencé met un certain temps à « prendre ». Cet intervalle est appelé temps de prise. Pour nos revêtements il varie de 5 à 25 min.
-Expansion de prise : elle est due en grande partie au plâtre, elle est de l’ordre de 0.3 à 0.4 % linéairement. Si elle était plus importante, elle pourrait déformer la maquette en cire.
-Expansion hygroscopique : cette expansion n’est pas très différente de l’expansion de prise et sa valeur dépend :
* du moment d’immersion du cylindre dans l’eau. L’expansion augmente lorsque diminue l’intervalle de temps entre le début du malaxage et le moment d’immersion ;
* de la durée d’immersion: elle augmente avec le temps d’immersion selon les spécifications de l’A.D.A., elle doit être comprise entre 1.2%et 2.2%. du point de vue théorique, cette expansion semble être la continuation de la prise normale parce que l’eau d’immersion remplace l’eau d’hydratation. Elle empêche aussi le cœfficient de la croissance de cristaux par la tension superficielle de l’eau en excès.
-Expansion thermique : c’est la plus fréquemment employée pour compenser le retrait.
C’est en fait la forme de la silice contenue dans le revêtement qui va contrôler l’expansion, le liant servant uniquement à la cohésion de la masse. Elle peut varier de 1%à 3%.
Sur le plan théorique, lorsqu’on chauffe un revêtement, le plâtre subit une contraction, alors que la silice subit une dilatation importante. Cette augmentation est due au fait qu’à certaines températures la silice subit un changement de la structure cristalline.
C. Le revêtement à liant silicique ou phosphate :
1. Revêtement à liant silicique : dans les revêtements modernes, le liant ne représente pas plus de 20% de la composition de la poudre. Le reste est constitué de silice.
L’utilisation des revêtements aux silicates ou à liant de gel est basé sur le fait que le gel peut servir de liant à des particules de silice en poudre et constituer donc secondairement une masse solide.
Il existe deux types de revêtements compensateurs :
-Revêtement au silicate d’éthyle.
- Revêtement au silicate de sodium.
2. Revêtement à liant de phosphate : la poudre contient la charge de silice comme tout revêtement, plus un phosphate acide et de la magnésium.
Le liquide nécessaire au mélange est de l’eau ou une suspension aqueuse de silice colloïde.
6. les résines :
A. applications :
prothèse complète et partielle.
B. Composition :
La résine dont il est question ici sont des acryliques thermopolymérisables ou chémopolymérisable( ex : résine fluide de type bourrage par injection).
1. présentation :
Les résines acryliques se présentent sous forme de poudre (polymère) et de liquide (monomère) :
a.) poudre : la poudre consiste en particules sphériques de polymère (poly méthacrylate de méthyle) auxquelles on incorpore 1.p.100 de catalyseur (peroxyde de benzoyle), un plastifiant( Phtalate de butyle) et les pigments appropriés(ex : TiO2, rouge de cadmium).
b.) liquide : le liquide est composé d’un monomère (ex : méthacrylate de méthyle), d’un inhibiteur(ex : hydroquinone environ 50 ppm) et d’un agent de réticulation ( ex : diméthacrylate d’éthylène glycol). Les systèmes auto polymérisables (ex : résines fluides) contiennent en plus un activateur. Les activateurs utilisés sont des amines aromatiques tertiaires (ex : diméthyl-paratoluidine).
2. composition :
La composition des particules sphériques ainsi que celle du liquide influencent des propriétés mécaniques.
a). masse molaire des particules sphériques de polymère : une masse molaire élevée tend à favoriser une lente formation de la pâte, et produit un polymère final dont la résistance à la traction est plus élevée. Pour ce qui est des polymères injectables, la masse molaire est parfois aussi petite que la moitié de celle des résines acryliques conventionnelles : de cette façon le mélange peut devenir complètement pâteux avant de réagir.
b.) dimensions des particules sphériques du polymère : de petites particules favorisent une formation plus rapide de la pâte. Habituellement, la dimension de ces particules se situe entre 50 et 250 µm.
c.) additifs de caoutchouc : ces additifs améliorent la résistance à l’impact et réduisent le temps de formation de la pâte . Une quantité excessive de caoutchouc entraîne une baisse importante de la température du ramollissement.
d) concentration du catalyseur : le fait d’augmenter la concentration de catalyseur diminue la masse molaire du polymère final, et par conséquent sa résistance.
e) Concentration de l’inhibiteur : une quantité excessive de l’inhibiteur se traduit par une masse molaire et une stabilité de couleur médiocre.
f) agents de réticulation : ceux-ci sont ajoutés dans le but de réduire le fendillement du produit final ; utilisé en quantité démesurée, ils rendent le matériau fragile.
C. Processus :
1. thermopolymérisation (durcissement par la chaleur) :
a. formation de la pâte : si le liquide et la poudre sont mélangés en suivant le rapport 1/3 par volume, on reconnaît alors quatre stades distincts de formation de la pâte.
i. stade sableux ou granuleux : le monomère mouille la périphérie des particules sphériques du polymère.
ii. stade mousseux ou filamenteux : les couches externes des particules sphériques se dissolvent et deviennent très plastiques.
iii. stade pâteux : Les particules sphériques se rejoignent en formant des chaînes de polymères, l’acrylique vendue sous forme pâteuse se trouve evidamnt au stade iii.
iv. stade élastique : le monomère a pénétré complètement les particules sphériques. La pâte commence à développer les propriétés élastiques du fait que les sphères s’unissent véritablement les unes aux autres.
b. remplissage du moule : (bourrage). Pendant le stade pâteux, le mélange est entassé dans le moule de gypse qui est soit recouvert d’une feuille d’étain soit peint d’une couche d’alginate, dans le but de minimiser la diffusion du monomère de la pâte vers le plâtre. Si on néglige ainsi de sceller le moule, le démoulage devient très difficile. On tasse dans le moule un léger excès de pâte afin de compenser la contraction de la polymérisation. Si cet excès est exagéré, il en résulte une base de dentier épaisse en plus d’une augmentation de la dimension verticale.
Avant la cuisson, on vérifie si le moufle ferme adéquatement. La pâte doit être chauffée sous pression afin de :
-réduire l’effet de dilatation thermique.
-compenser la contraction de la polymérisation
-réduire au minimum l’évaporisation du monomère, et par conséquent diminuer les porosités. Trop peu de pression produit des vides dus à la contraction, alors que trop de pression amène une déformation du moule.
c- cycle de cuisson : un bon cycle de cuisson produit un polymère linéaire à masse molaire élevée et sans porosité. Cela est dû à trois facteurs :
i- cuisson lente : la décomposition de l’initiateur (peroxyde de benzoyle) se fait rapidement au dessus 60°C. Le fait de monter lentement à 60 °C produit moins de radicaux, et par conséquent un polymère à masse molaire élevée.
ii- températures basses : la réaction de polymérisation est extrêmement exothermique. Le méthacrylate de méthyle bout à 103 °c. Le plâtre doit être gardé au dessous de cette température si on veut éviter la formation de porosités.
iii- polymérisation complète : pendant le stade terminal du cycle du durcissement de la résine, le fait de monter la température à 100°C diminue la quantité bde monomère résiduel.
2. Résines fluides (chémopolymérisable ou autopolymérisable) :
Les avantages de ce procédé sont les suivants : réaction plus rapide, fabrication plus simple du moule et démoulage plus facile. Quoique moins coûteuse, cette méthode exige une plus grande attention de la part de l’utilisateur.
a. préparation de moule : le gel d’agar-agar à duplication est fondu et versé sur la maquette en cire et le modèle de travail. Le modèle est ensuite enlevé, et la cire et les dents sont alors complètement nettoyées. Le modèle du travail ainsi que les dents sont ensuite remplacés dans le moule dont la communication avec l’extérieur est assurée par un canal de coulée.
b. injection ou coulée de la résine fluide : La poudre et le liquide sont mélangés selon un rapport d’environ2/1, et le mélange est versé dans le moule par un des canaux de coulée jusqu’à ce que la résine déborde. Le fait de remuer délicatement le moule favorise l’élimination des bulles d’air.
c. ajustement de la pression : on applique une pression sans chauffer. Le moule est placé dans un autocuiseur ajusté à 0.20 MPa pendant 20 minutes. Une pression plus basse que 0.11 MPa favorise la formation de porosités ; une pression plus haute que 0.27 MPa est inutilement dangereuse.
d. finition. Après son durcissement : le dentier se sépare facilement du gel. Comme le dentier est formé directement sur le modèle de travail, son occlusion peut être vérifiée immédiatement sur un articulateur. La seule finition, dans cette technique, consiste à couper les tiges de coulée et à polir le dentier.
D- Propriétés :
1. Résistance à la traction et à la charge transversale :
Habituellement ces valeurs se ressemblent, étant donné que des tiges ou barres soumises à la flexion se fracturent à la traction. La plupart des contraintes auxquelles sont soumises les dentiers sont de type transversal. L’acrylique injectable possède une résistance à la traction légèrement plus grande, quoique sa résistance à la charge transversale soit légèrement plus basse. Cette anomalie est due à l’effet plastifiant du monomère résiduel, qui existe en plus grande quantité dans les résines injectables.
2. Résistance à l’impact :
cette propriété tend à diminuer l’effet de fatigue auquel sont éventuellement soumis les vieux dentiers.
3. Absorption de l’eau :
l’absorption de l’eau jusqu’à la saturation peut ramollir un dentier.
4. Température de transition vitreuse : tv ( température de ramollissement) :
La température de ramollissement doit plus haute que 37°c. Au –dessus de leur température de ramollissement, les polymères perdent leur résistance et leur rigidité. Les acryliques injectables possèdent des températures de ramollissement beaucoup plus basse que les résines thermopolymérisables, probablement à cause d’un monomère résiduel qui agit comme plastifiant.
5. Module de Young :
Un dentier doit être assez rigide pour permettre une bonne mastication, cependant un module très élevé peut engendrer une fracture fragile, par malocclusion accidentelle ou par le choc accidentel du dentier sur une surface dure.
6. propriétés biologiques :
La toxicité des bases de dentier bien durcies est très faible. Les réactions aux bases de dentier peuvent être allergiques ou fongiques. Finalement, c’est le technicien qui court le plus des risques lors de la manipulation des matériaux des bases de dentier. La méthacrylate de méthyle, la résine époxy et le styrène sont tous nocifs pour le système respiratoire et la peau. Tout contact physique avec la pâte et la résine non durcie doit être évité. Les amines utilisées comme agents de durcissement des résines époxy et chémopolymérisable peuvent causer de la sensibilisation, provoquant ainsi des éruptions ou même de troubles respiratoires dans les cas les plus sévères. La réaction de prise de la résine doit être complétée avant que les bases de dentier soient placées dans la bouche.
7. les porcelaines dentaires :
A. applications en dentisterie :
* dent de dentier.
* coiffes de porcelaine.
*couronnes et ponts céramo-métalliques.
*Incrustations simples
B- Composition :
1. Porcelaine dentaire : un composite de minéraux cristallins (p. ex :le feldspath, la silice, l’aluminium) dans un matrice vitreuse. La phase vitreuse contient habituellement environ 65 p.100 de silice (SiO2) et 15p.100 d’alumine(AL2O3) ; le reste soit 20p.100 est constitué d’une combinaison de K2O, Na2O, Li2O et B2O3. L’apparence de la structure dentaire est obtenue en ajoutant des opacifiants qui sont, en fait des oxydes blancs (ex : SnO2, TiO2). A l’état colloïdal, des opacifiants sont en suspension ; ils permettent une diffusion éparse de la lumière (effet Tyndall) et donnent à la porcelaine une apparence laiteuse.
2. Structure vitreuse : structure amorphe et irrégulière produites par des larges cations de métal alcalins (c à d. Na+, K+, Li+) qui modifient la structure cristalline. Une telle structure peut fluer à des températures plus basses que celles des minéraux purs.
3. Colorations : les teintes des dents naturelles sont reproduites par l’addition des petites quantités d’oxyde colorants qui donne à la porcelaine des nuances jaunes, roses et bleues. On utilise à cette fin des oxydes de cobalt, de fer, de chrome et autres. Dans le but de reproduire la fluorescence de l’email sous la lumière ultraviolette, on ajoute à la porcelaine des sels d’uranium et des oxydes de terre rares.
C. Mise en forme :
1. pâte : la poudre est mélangée avec de l’eau et donne une pâte qui peut être travaillée. Dans le but d’augmenter la viscosité et la mouillabilité de la pâte, on y ajoute parfois de l’amidon, du sucre ou des additifs que l’on peut se procurer sur le marché.
2. Condensation : la pâte est placée dans un moule métallique si elle est destinée à la fabrication de dents de dentier. Si elle est destinée à la fabrication d’une couronne, elle est dans ce cas appliquée sur une feuille de platine qui recouvre le modèle unitaire. L’excès d’eau est enlevé en suivant l’une de nombreuses méthodes de condensation :a) absorption par un papier buvard, b) vibration ou c) absorption par addition de poudre sèche à la surface de la pâte.
3. Cuisson :
a. Augmentation de la température : l’élimination de l’eau doit se faire lentement pour éviter la production des vapeurs.
b. Frittage : durant le frittage, il se produit du fluage des particules de poudre et des ponts de nature vitreuse se forment entre les particules solides. En plus de la température, il y a d’autres facteurs qui influencent le processus de fitrage :
*. Verre de faible viscosité. Le fluage du verre dans les porcelaines à bases fusion se produit à des températures plus basses.
*. Particules de dimensions petites et variées : un mélange de particules de différentes dimensions réduit l’espace vide entre les particules et favorise un contact plus étroit entre chacune d’elles. De petites particules favorisent une plus grande surface de contact par unité de volume.
*. Tension superficielle : une haute tension superficielle du verre accélère le processus de frittage.
*. Pression d’air. La densité d’une porcelaine est d’autant plus grande que le processus de frittage se fait à basse pression. La pression à l’intereiur du four est réduite à environ 6.66kPa, éliminant ainsi une grande quantité d’air qui aurait pu demeurer emprisonné dans l’espace vide des particules. La composition de la porcelaine, au point de vue pigmentation, est différente selon qu’elle est destinée à la cuisson sous vide ou à l’air. Les oxydes de métal colorants qui sont utilisés doivent être de nature à ne pas se décomposer lorsqu’ils sont soumis à une atmosphère de basse pression ; la coloration et l’opacité doivent aussi être balancées pouisqu’une porcelaine plus dense apparaît plus translucide et de couleur plus foncée.
c. étapes de cuisson :
1. Stade biscuit : on distingue généralement trois étapes dans la cuisson de la porcelaine : le stade de premier biscuit, le stade de moyen biscuit, et le stade de haut biscuit. Au cours de chacun de ces stades, il se forme de plus en plus de frittage et de cohésion de la porcelaine.
2. Glaçage : Pendant ce processus, il y a écoulement de phase vitreuse à la surface de la céramique, cette vitrification peut être engendrée à partir de la céramique elle-même lors du stade du haut biscuit, ou par l’addition d’une substance vitreuse de basse fusion à la surface de la porcelaine cuite.
d. contraction : la contraction de la porcelaine après la cuisson, d’environ 30p.100, s’explique d’une part en raison de la perte d’eau pendant le séchage de la pâte, et d’autre part à cause de la densification pendant le frittage. On compense cette contraction par l’utilisation de moules plus grandes lors de la cuisson de la porcelaine à dents de dentier. Dans le cas de la cuisson des couronnes, on prévoit un volume accru de pâte dès le stade de premier biscuit, et on y ajoute une quantité donnée de porcelaine lors de cuisson subséquente.
4. Coloration :
Avant la dernière cuisson, on peut colorer porcelaine à l’aide de pigments métalliques appropriés, dans le but de lui donner une apparence naturelle. Ainsi lors du stade du haut biscuit, le glaçage vient couvrir ces pigments et les protéger d’une mince couche vitreuse.
D- Propriétés :
1. Fusion : le fluage de la porcelaine s’explique par une diminution de viscosité de la phase vitreuse celle-ci est soumise à une augmentation de température. Les verres ne possèdent pas un point de fusion défini ; en effet ils fluent graduellement, au fur et à mesure que la température s’élève au-dessus la température de transition vitreuse.
2. Résistance : les porcelaines sont fragiles ; leur ductilité est inférieure à 0.1p.100. Elles sont beaucoup moins résistantes à la traction et à la flexion qu’à la compression.
3. Propriétés pertinentes à l’interface :
a. Tension superficielle : elle est d’environ 10-3 N/m pour la porcelaine après la fusion.
b. Mouillage de la porcelaine : des alliages oxydés favorisent des angles de contact plus petits (meilleur mouillage). Un bon mouillage favorise l’adhérence
.
4. Propriétés esthétiques : l’apparence d’une restauration en porcelaine dépend de l’effet partagé et complexe de phénomènes optiques. Les couronnes et les ponts céramo-méttaliques peuvent parfois laisser apparaître, sur la face linguale, une ligne plus ou moins évidente du métal ; toute fois, le métal ne parait aucunement s’il est complètement recouvert de porcelaine.
E. Propriétés biologiques : la porcelaine dentaire est inerte et ne cause aucune réaction défavorable aux tissus. Cependant les couronnes en porcelaine exercent des pressions sur les tissus environnants lorsque leur contour est de volume exagéré ; ces tissus peuvent ainsi connaître certains changements cliniques.
IV. Conclusion :
A chaque matériau ses propriétés spécifiques, mais pour l’empreinte, le meilleur matériau de choix reste l’alginate parce qu’ elle est moins déformable et donne une bonne structure de la bouche par rapport aux agar-agar ( matériau plastique et fragile), ou les élastomères( souple).
Eviter de carboniser les alliages, car il risque d’engendrer des porosités du matériau.
Actuellement, la technologie nous conduit à découvrir et à rechercher plus de nouveaux matériaux encore très performants qui vont supplanter les anciens.
bibliographie
-Manuel de technologie de prothèse.
-SIMON Poali.
-MASSON.
-Prothèse adjointe :
-Techniques actuelles de construction des éléments et ensembles prothétiques .Tome 2.
L. ROUCOULES.
-Restaurations prothétiques amovibles de l’édentation partielle
J. Lejoueux
-Les matériaux dentaires : Précis et guide de choix
Pierre DESAUTELS
0 commentaires:
Enregistrer un commentaire