LES CIMENTS AU PHOSPHATE DE ZINC OU OXYPHOSPHATES - Biomatériaux Dentaire

LES CIMENTS AU PHOSPHATE DE ZINC OU OXYPHOSPHATES – Biomatériaux Dentaire

Généralités

Ils sont utilisés comme ciment de scellement d’usage, comme obturation provisoire ou comme fond de cavité (intermédiaire). Il existe 2 types :

Type 1 : grains fins : 25 µm : scellement des pièces coulées de précision
Type 2 : grains moyens : 40 µm : tous les autres usages.

Chaque type est divisé en 2 classes :

Classe 1 : prise rapide
Classe 2 : prise normale.

Composition

La Poudre

De couleur jaune, elle est constituée d’oxyde de zinc recuit, seul ou mélangé à d’autres poudres. La poudre est recuite à une température supérieure à 1000°C, pendant plusieurs heures, dans le but de réduire sa réactivité, ce qui permet une manipulation et un temps de prise appropriés. Sans cette manipulation dite de frittage, la prise serait trop rapide.

Oxyde de zinc : constitue l’élément de base de cette poudre. Selon le type de ciment, le pourcentage varie de 79 à 100 %.
Oxyde de magnésium (MgO) : augmente la résistance à la compression du ciment.
Trioxyde de bismuth (Bi₂O₃) et trioxyde de rubidium (Rb₂O₃) : agissent sur le temps de prise et les propriétés physiques.
Silice ou oxyde de silicium (SiO₂).

Le flacon de poudre ne doit jamais être laissé ouvert car, au contact du gaz carbonique de l’air, la poudre peut se transformer en carbonate hydraté, ce qui a pour effet de modifier la réaction de prise par apparition de gaz carbonique, entraînant la formation de bulles à la surface du mélange.

Le Liquide

Le liquide, incolore, est formé par une solution aqueuse d’acide phosphorique (H₃PO₄).

Réaction de Prise

Chimie de la Prise

Lorsqu’une poudre d’oxyde de zinc est mélangée avec de l’acide phosphorique, une substance solide est formée avec un dégagement de chaleur pouvant varier de 4 à 8°C. La réaction qui a lieu forme le phosphate de zinc primaire (phosphate monozincique) :

ZnO + 2H₃PO₄ → Zn(H₂PO₄)₂ + H₂O

Facteurs de Variation du Temps de Prise

Procédé de Fabrication

Le temps de prise est influencé par le procédé de fabrication :

Composition et température du frittage de la poudre : plus la température de frittage est élevée, plus lente est la prise du ciment.
Composition du liquide : la présence des sels tampons et de l’eau influence nettement le temps de prise.
Particule de poudre : plus elle est grande, moins rapide est la réaction de prise ; plus elle est fine, plus la réaction est accélérée.

Procédé de Manipulation

Le temps de prise est influencé par la manipulation :

Température de la plaque de verre : plus la température est basse pendant le malaxage, plus le temps de prise est augmenté.
Technique du malaxage : plus la poudre est ajoutée lentement, plus long est le temps de prise.
Durée du malaxage : si on prolonge la durée de malaxage, le temps de prise est retardé.
Proportion liquide-poudre : plus la proportion de liquide est grande, plus lente est la prise et on a un mélange fluide avec un pH plus acide, donc un risque de réaction pulpaire sur les dents vivantes et une résistance mécanique diminuée.

Propriétés

Propriétés Physiques et Mécaniques

Résistance à la Compression ou à l’Écrasement

Pour la majorité des ciments au phosphate de zinc commercialisés, la résistance à la compression varie de 100 à 104 MPa (15 000 PSI) après 24 heures. La résistance atteint 75 % de sa valeur maximale après la première heure et sa valeur maximale approximativement dans les 24 heures, encore qu’elle puisse s’accroître durant 1 semaine.

Résistance à la Traction

Elle est dix fois plus faible que celle à la compression.

Résistance au Cisaillement

Le ciment est cassant et la dureté est moyenne puisqu’elle est à peu près identique à celle de la dentine, mais bien inférieure à celle de l’émail.

Stabilité Dimensionnelle

Elle est bonne, puisqu’elle est à peu près identique à celle de la dentine.

Solubilité et Désagrégation

C’est un facteur très important pour un ciment de scellement. La dissolution entraîne un hiatus marginal autour de la restauration prothétique, ce qui facilite l’infiltration bactérienne et la carie. Les ciments au phosphate de zinc sont très solubles dans l’eau durant les premières 24 heures après la prise et la perte en poids est de 0,04 à 3,3 %. Une perte de 0,2 % est considérée comme acceptable. Après cette période, la solubilité est très réduite. La solubilité dépend du rapport poudre-liquide. Un rapport élevé diminue cette solubilité. Une fois la prise du ciment terminée, la solubilité dans l’eau est minime.

Conductivité Thermique

La conductibilité thermique est faible. Ces ciments sont de bons isolants sous les obturations métalliques. La conductibilité électrique est très faible en milieu sec.

Porosité

Ces ciments sont poreux du fait de leur structure cristalline. Étant poreux, ces ciments sont solubles dans les fluides buccaux.

Rétention

La rétention de la restauration prothétique scellée par un ciment au phosphate de zinc se fait par un accrochage mécanique du ciment dans les irrégularités de la surface des tissus dentaires.
La rétention de l’obturation est principalement déterminée par la géométrie de la cavité et non par les caractéristiques adhésives des ciments au phosphate de zinc.

Propriétés Biologiques

La réaction de prise est très exothermique avec une augmentation de température de 4 à 10°C, qui correspondrait à la neutralisation acide-base. Les effets du ciment aux phosphates de zinc sur la pulpe sont comparables à ceux des ciments aux ionomères de verre ; ils déclenchent tous les deux une réponse pulpaire, après leur mise en place, qui s’atténue au bout de 6 mois.

Acidité

Il est évident que la présence d’acide phosphorique confère à ces ciments une acidité assez élevée au moment de l’insertion en bouche. Trois minutes après le début du malaxage, le pH est d’environ 3,5 ; il augmente rapidement et passe à 6, au bout d’une heure, puis aux environs de 7 (neutralité) en 1 à 2 jours.

Toxicité

Le danger peut provenir de l’exothermie de la réaction de prise d’une part et de l’acidité d’autre part, mais le danger majeur est le poids moléculaire du ciment aux phosphates de zinc.

Indications

L’indication majeure des ciments phosphates de zinc réside finalement plus dans le scellement définitif en prothèse fixé sur dents dépulpées. Même s’ils ont pu être conseillés en tant que matériaux d’obturation coronaires temporaires, il faut aujourd’hui clairement les éviter à cause de leur porosité et de leur toxicité pulpaire (liée à la réaction de prise exothermique et à l’acidité lors de la mise en place).

Avantages et Inconvénients

Avantages	Inconvénients
Bonne résistance mécanique	Poreux
Adhésion dentaire	Prise très exothermique
Isolation thermique	Acidité initiale