implantologie
ZIRCOMANIA : du rêve à la réalité Dr Catherine HO VAN TRUC - Dr Jean PERISSE
sDepuis une vingtaine d’ années, les prothèses den-
phase grâce à l’ apport d’ oxydes stabilisants, notam-
taires ont évolué vers des infrastructures non métal-
ment l’ oxyde d’ Yttrium dans une proportion de 5,5%
liques, pour des raisons d’ esthétisme et de biocompati-
du poids. On parlera alors de zircone yttriée partielle-
bilité. Ces technologies modernes font l’ objet de
ment stabilisée.
nombreuses présentations auprès des professionnels de santé et des patients. Dans cette synthèse de la littérature scientifique, nous faisons le bilan des connaissances actuelles (non exhaustives) sur la zircone pour démêler
Q UELLE Z IRCONE DENTAIRE ?
le vrai du faux. Après quelques généralités, nous étudie-
En chirurgie dentaire, on utilise principalement le tétra-
rons la constitution et les protocoles de fabrication de la
gonal
zircone.
L’ incorporation de molécules d’ yttrium à 3 mol%
zirconia
UTILISE - T- ON EN CHIRURGIE
polycrystal
(Y2O3)
ou
3Y-TZP.
assure la stabilité de ce matériau. La neutralité élec-
AVANT
D ’ ENTRER
DANS
LE
VIF
QUELQUES MOTS SUR LA MATIÈRE ON SOUS LE TERME
:
DU
trique est achevée par la création de molécules d’ oxy-
SUJET,
gène libre.
QU ’ ENTEND -
Z IRCONE ?
Il existe par ailleurs trois autres types de Zircone plus fragiles dont la porosité limite l’ utilisation : la ZTA ou
La Zircone (Zr) est un minéral du groupe des silicates.
glass-infiltrated zirconia-toughened alumina, obtenue
Une transformation chimique dite de « brulage » est
par moulage ou usinage, commercialisée
nécessaire pour obtenir une céramique à partir de l’ élé-
sous la
marque Incéram-Zirconia®; la Mg-PSZ ou partially sta-
ment métallique d’ origine, le zirconium. Sous l’ effet
bilized zirconia, stabilisée par le magnésium et commer-
d’ une chaleur intense se produit une oxydation et le
cialisée pour les restaurations dentaires sous la marque
zirconium se transforme en dioxyde de zirconium.
Derzin-M®; le CeO ou oxyde de Cérium, peu répandu ;
Différents procédés de fabrication vont donner au zirco-
et enfin la Zircone multiphasique dérivée de poly-
nium les caractéristiques nécessaires à son utilisation en
mères obtenue par décomposition thermo-oxydative des
chirurgie dentaire.
silicones.
La Zircone peut présenter des structures atomiques plus ou moins stables qu’ il est donc nécessaire de stabiliser artificiellement. Lors de son réchauffement, on distingue différentes phases (phase monoclinique jusqu’ à 1170°C, phase tétragonale entre 1170°C et 2370°C et
L ES PROTOCOLES DE FABRICATION DE LA Z IRCONE PAR LES LABORATOIRES SONT FONDA MENTAUX POUR L’ OPTIMISATION DE SES PRO PRIÉTÉS PHYSICO - CHIMIQUES .
phase cubique au-delà). Seule la phase tétragonale permet d’ obtenir des propriétés mécaniques intéressantes.
Commençons par la poudre d’ origine. Pour sa fabrica-
Il apparaî t nécessaire de stabiliser la zircone dans cette
tion, la matière première utilisée est le sable zirconifère
L S
N°45 - mars 10
20
(...)
ME C 3EEME CONGRES ONGRES INTERNATIONAL INTERNATIONAL
C CAMLOG AMLOG
1 10 0A AU U1 12 2 JJUIN UIN 2 2010 010
S STUTTGART TUTTGART LLIEDERHALLE IEDERHALLE
NC ES E R E F CON DUITES TR A NÇ A I S A EN FR
FFROM ROM SSCIENCE CIENCE TTO O IINNOVATIONS NNOVATIONS AND AND CLINICAL CLINIC AL ADVANCES ADVANCES
THEMES T H E M ES t "WBODÏFT TDJFOUJmRVFT FU DMJOJRVFT SFTUBVSBUJPOT TUBOEBSE PV 1MBUGPSN 4XJUDIJOH t "WBODÏFT TDJFOUJmRVFT FU DMJOJRVFT SFTUBVSBUJPOT TUBOEBSE PV 1MBUGPSN 4XJUDIJOH tt 3FTUBVSBUJPO FU TPMVUJPOT UFDIOJRVFT 3FTUBVSBUJPO FU TPMVUJPOT UFDIOJRVFT tt 3BQQPSUT TVS MFT QSPKFUT EF SFDIFSDIF FO DPVST 3BQQPSUT TVS MFT QSPKFUT EF SFDIFSDIF FO DPVST tt *OOPWBUJPOT EBOT MB QSÏQBSBUJPO EV TJUF JNQMBOUBJSF *OOPWBUJPOT EBOT MB QSÏQBSBUJPO EV TJUF JNQMBOUBJSF tt (FTUJPO EFT DPNQMJDBUJPOT (FTUJPO EFT DPNQMJDBUJPOT tt 3FODPOUSF[ MFT FYQFSUT 3FODPOUSF[ MFT FYQFSUT
Conférenciers C onférenciers internationaux internationaux d’Italie, d’Italie, des des Etats-Unis, Etats-Unis, du du Portugal, Po r t u g a l , d’Espagne, d ’Espagne, d’Allemagne, d’Allemagne, du du Japon, Japon, des des Pays-Bas, Pays-Bas, de de la la France France et et d’autres d’autres pays. p ay s .
Renseignements R enseignements eett inscriptions: inscriptions : www.camlogcongress.com www.camlogcongress.com Contacter Contacter Camlog Camlog een n FFrance: rance : 01 01 41 41 79 79 7 74 4 82/Mail: 82/Mail : n nadine.jaeger@henryschein.fr adine.jaeger@henryschein.fr
implantologie
purifié par différentes décompositions chimiques et ther-
plus la taille des grains sera petite. (Les grains doivent
miques jusqu’ à l’ obtention de 93,6% d’ oxydes de
être inférieurs à 6μm)
zirconium. Il existe plusieurs zones géographiques dans le monde pour l’ extraction de la matière première et
Une validation initiale de ces paramètres est nécessaire
chaque fabriquant choisit la provenance de son maté-
pour optimiser les propriétés du matériau obtenu. Pour
riau. L’ Afrique du Sud produit le meilleur sable zirconi-
une même poudre, ces paramètres peuvent changer
fère. Les propriétés intrinsèques de la poudre, différentes
d’ un four à l’ autre ou suivant la position dans le four.
suivant son origine, conditionnent la taille des cristaux et
Un suivi de ces paramètres est indispensable pour une
par conséquent sa stabilisation. Il est important de maî -
bonne reproductibilité. La non validation de ces procé-
triser l’ origine, les propriétés et la traçabilité de la
dés peut amoindrir les propriétés physico-chimiques de
poudre et des blocs utilisés, car les propriétés méca-
la zircone. Des normes indiquant clairement ces proto-
niques dépendent de la répartition granulométrique des
coles de mesure existent.
grains et de la température de frittage.
P RÉPARATION D E L’ IMPORTANCE
DU FRITTAGE .
DES BLOCS AVANT FRITTAGE
Pour mettre en forme la poudre avant le frittage, les
Le frittage est une opération effectuée dans la métallur-
f abr icants de blocs de zircon utilisent des
gie des poudres pour réaliser par chauffage une agglo-
poudres de zircon stabilisée avec de l’ yttrium et ato-
mération des produits traités afin de leur donner une
misée avec des dispersants, des plastifiants et des liants.
cohésion et une rigidité suffisante. Une vitrification pré-
Une pression est appliquée afin d’ éliminer tout espace
paratoire incomplète de certains matériaux en céra-
entre les grains dans le but de densifier au maximum le
mique, en émaillerie, permet d’ accélérer le processus
matériau cru. On obtiendra alors un bloc homogène,
de fusion.
dense, sans défaut et présentant une bonne cohésion. Un pré frittage à 1000°C lui confère une solidité permet-
Le frittage, sa température et sa durée conditionnent la
tant un usinage aisé avec des outils appropriés.
taille des grains et jouent un rôle essentiel dans l’ obtention des caractéristiques optimales de la zircone. Plus les
D EUX
TYPES DE FRITTAGE SONT POSSIBLES .
grains sont gros (≥1 μm) et moins la matière est stable.
Le frittage naturel est réalisé dans un four en milieu
Plus la durée et la température de frittage augmentent,
atmosphérique à une température variant de 1350° à
Tél. 02 99 13 22 59
L S
N°45 - mars 10
22
(...)
implantologie
Protocole de fabrication d’une armature zircone d’un bridge implanto-porté total maxillaire : rôle du Chirurgien Dentiste, du Prothésiste dentaire et du Laboratoire
L S
N°45 - mars 10
23
(...)
implantologie
1500°C. La plupart des systèmes de fabrication de
Q UELQUES
pièces prothétiques en zircone ont recours aujourd’ hui
Le Maî tre Modèle est fabriqué par le prothésiste, à par-
à ce type de frittage. Par ailleurs, le frittage sous pres-
tir de l’ empreinte du maxillaire du patient. C’ est la
sion HIP est réalisé uniquement pour des pièces deman-
base sur laquelle le prothésiste effectuera son travail. Il
dant de très grands coefficients de sécurité, en augmen-
est préférable d’ utiliser un plâtre à faible expansion
tant la densité de la zircone par diminution des porosités
thermique pour la validation de la clé en plâtre.
COMMENTAIRES SUR LE SCHÉMA .
internes. Mais d’ un point de vue strictement économique, il est difficile d’ envisager raisonnablement
Des maquettes en cires ou en résine sont ensuite réali-
d’ usiner dans la masse, un bloc ayant subit un traite-
sées en laboratoire selon la conception du prothésiste et
ment HIP.
sous son contrôle. Elles sont ensuite scannées. Une maquette virtuelle est conçue sur laquelle l’ opérateur
L’ usinage des pièces prothétiques est généralement
dessine l’ infrastructure en utilisant un logiciel de
effectué avant frittage car moins onéreux et beaucoup
conception CAD.
plus rapide, il use moins les machines. La pièce scannée est analysée par le logiciel qui calcule Pour bien comprendre le processus de fabrication
le trajet de l’ outil pour la découper dans le bloc de zir-
d’ une armature Zircone, voici un schéma qui résume
cone en tenant compte d’ une augmentation de volume
les différentes étapes.
de 22%, pour compenser le retrait au frittage.
(...)
Appareil de gymnastique buccal - Innovant - Efficace - Simple d’utilisation - De courte durée
avec M T A rer les ce b i l i u q Réé Balan d a e H
• D’ une efficacité incomparable contre le bruxisme • Incontournable pour rééquilibrer les ATM, en préventif ou en curatif contre les sub-luxations et les luxations. • Pour l’ équilibre des muscles masticatoires, indispensable pour réaliser une bonne occlusion. • Important pour obtenir une posture correcte.
www.head-balance.com
L S
N°45 - mars 10
Tel. 03 88 72 50 41 24
info@head-balance.com
L’ usinage peut se faire chez le prothésiste ou dans un
implantologie
centre d’ usinage. La machine d’ usinage débite la pièce en suivant le trajet déterminé lors de la modélisation. Dans le cas d’ un usinage manuel, le prothésiste devra posséder une grande expérience pour maî triser les températures induites.
V OICI
Les maquettes usinées sont frittées à une température de 1500°C. Certains systèmes proposent des sels d’ oxydes pour colorer la zircone par immersion avant frittage. Nous nous orientons vers des poudres teintées lors de l’ atomisation. Les infrastructures colorées offrent en effet de meilleurs résultats esthétiques et mécaniques. Les pièces sont ensuite contrôlées visuellement par ressuage : on applique un liquide fluorescent révélé par une lumière UV qui s’ infiltre dans le moindre interstice. Les infrastructures sont enfin recouvertes par une stratification de céramique cosmétique pour obtenir la forme et l’ esthétique finale. Pour optimiser la résistance de la céramique, cette stratification doit être la plus homothétique possible. Pour augmenter la résistance du collage entre l’ armature zircone et le matériau esthétique, certains prothésistes recommandent la technique « washbrank » qui consiste à appliquer une fine couche de céramique à base fusion. Ce problème de collage de la céramique sur la zircone et la faible température de cuisson de la céramique, expliquent les cas de fractures ou de décollements de céramiques par plaques verticales.
L’ UTILISATION
DE LA
Z IRCONE
RENOUVELLE LE
TRAVAIL DE LABORATOIRE . Mais le protocole théra-
peutique clinique n’ est en rien modifié pour le chirurgien dentiste. Cependant chaque étape doit être validée par des radios retro alvéolaires prises dans l’ axe de l’ implant pour contrôler le vissage des transferts, de la clé, de l’ occlusion et de l’ armature.
LA
CONCEPTION D ’ ARMATURES ASSISTÉE PAR
ORDINATEUR MARCHE
OU
CFAO :
COMMENT
ÇA
?
Il existe plusieurs logiciels conçus par différents laboratoires. Ces logiciels proposent diverses fonctions selon la marque. Mais tous sont basés sur le même protocole. Voici en quelques mots une description des fonctions les plus importantes pour la fabrication d’ une armature zircone fiable. Tout d’ abord une étape de scannage dont la précision dépend du scanner et du nombre de ses axes, de trois à cinq (mais peu de fabricants possèdent un scanner à cinq axes). Certains paramétrages diffèrent suivant les logiciels : détermination manuelle ou automatique des limites ; recherche de l’ axe d’ insertion (bien que la plupart des logiciels proposent une recherche automatique de cet axe, l’ œ il de l’ expert reste souvent la meilleure solution) ;
L S
N°45 - mars 10
réglages de l’ espaceur avec ou sans compensation puis réglage de l’ épaisseur de chape (chaque matériau comporte une épaisseur minimum pour garantir les propriétés physiques du travail. Certains logiciels proposent un calcul automatique de cette épaisseur en fonction du matériau, mais d’ autres logiciels n’ ont pas cette fonctionnalité).
26
QUATRE OPTIONS PARTICULIÈREMENT
INTÉRESSANTES DES LOGICIELS .
Tout d’ abord la déformation manuelle de l’ homothétie ou du Wax-Up virtuel (Wax-up : mise en forme virtuelle de la pièce finie (généralement en cire), pour donner visuellement un aperçu du résultat espéré). Une fois l’ armature construite virtuellement par le logiciel ou le wax-up virtuel, on peut les modifier manuellement par addition ou soustraction, la lisser, la modifier par traction... L’ option Pontic de bridge consiste à choisir dans une bibliothèque de dents celles qui semblent les mieux adaptées et les modifier par la suite. Mais on ne peut faire que de simples modifications de diamètre, de position, de lissage à la jonction … L’ option Connecteurs de bridge consiste à choisir dans une bibliothèque celui qui semble le mieux approprié, ensuite modifiable. Enfin la Modification en fin de parcours permet de modifier les critères de conception suivant le matériau prévu sans réfection du design en fin de travail, grâce au recalcul automatique par le logiciel. Cette option est très importante, notamment si l’ on fait réaliser le travail par un opérateur, dont on doit vérifier la conception avant de passer en production.
U NE
RÉVOLUTION À VENIR GRÂCE AU LASER ?
Depuis quelques années, des procédés de frittage laser sont testés. Le matériau est solidarisé grain par grain par chauffage laser. Ce procédé ouvre de grandes perspectives comme la réalisation de pièces avec des vides à l’ intérieur, mais il reste à l’ étude pour la zircone. La fabrication de la zircone demande de grandes précautions et une minutie dans les procédés sans lesquels la solidité du matériau est altérée. La traçabilité de l’origine de la poudre, mais aussi des adjuvants, la définition transparente des conditions de frittage sont un gage de qualité. Ces informations doivent être portées à la connaissance des prothésistes et des chirurgiens dentistes prescripteurs. Pour compléter cette étude, un prochain article détaillera les propriétés mécaniques et physico-chimiques de la zircone.