Les Ciments Verres Ionomères / Biomatériaux Dentaire

Les Ciments Verres Ionomères / Biomatériaux Dentaire

Introduction

Les ciments verres ionomères, inventés au début des années 1970 par Wilson, peuvent être considérés comme les premiers matériaux de restauration bioactive, susceptibles d’adhérer chimiquement aux tissus dentaires.

Définition

Un CIV (Ciments polyalkénoates ou Alkénoates) est un ciment composé de verres basiques et d’un polymère acide. La réaction de prise entre les composants s’effectue selon une réaction acide/base.

Classification

Classification selon l’usage du ciment

• Classe I (type I) : Ciment de scellement prothétique.
• Classe II (type II) : Ciment de restauration :
  • Aspect esthétique (type IIa).
  • Aspect métallique (type IIb).
• Classe III (type III) : Ciment destiné à servir de fond de cavité.
• Classe IV (type IV) : Ciment de scellement pour sillons, puits et fissures (sealants).

Classification selon la réaction de prise

Elle permet d’intégrer les CVI modifiés et les composites modifiés :

• Mode I : Réaction acide/base.
• Mode II : Réaction acide/base doublée d’une polymérisation chimique et/ou par irradiation d’une matrice résineuse.
• Mode III : Polymérisation chimique ou par irradiation d’une matrice résineuse avec réaction acide/base secondaire.

Classification internationale 1996

• Famille I : Les CVI conventionnels (verres ionomères à réaction de durcissement conventionnel).
• Famille II : Les CIVH (ou verre ionomères de résine de synthèse).
• Famille III : Les compomères ou composites modifiés par polyacides.
• Famille IV : Les autres composites modifiés.

Les ciments verres ionomères conventionnels

Définition

Un ciment polyalkénoate ou CVI est un ciment obtenu par le mélange poudre/liquide en milieu aqueux d’un verre réactif (base) et d’un polymère acide, et dont le mécanisme de prise est une réaction acide-base.

Composition

• La poudre : C’est un fluoroaluminosilicate de verre constitué d’alumine, de silice, fluorure de calcium.
• Le liquide : Polymère acide : polyélectrolyte acide de type polyalkénoïque.

Réaction de prise

Les CVI conventionnels sont le résultat d’une réaction acide-base (où l’acide est le liquide et la base est la poudre).

Le temps de prise

• Variable selon les marques (2 à 6 min), et en fonction du rapport poudre/liquide.
• En réalité, la réaction de prise se poursuit pendant 48 heures.

Propriétés

Mécaniques

• Les propriétés mécaniques dépendent de la composition chimique.
• Elles sont affectées par la balance hydrique de la mise en place jusqu’à la maturation.
• Elles sont nettement inférieures à celles des amalgames et des composites.
• La structure poreuse des CVI est responsable de leur dégradation lorsqu’ils sont soumis aux contraintes occlusales.

Physico-chimiques

• La balance hydrique :
  • Exposition à l’air : provoque une contraction du matériau et des craquelures.
  • Contamination précoce à l’eau : conduit à une détérioration des propriétés physiques et mécaniques.
• L’expansion thermique et scellement marginal : Les CVI possèdent un coefficient d’expansion thermique voisin de celui de la structure dentaire et une faible rétraction de prise (3 à 5 %), ce qui leur confère :
  • Une bonne aptitude au scellement marginal.
  • Un faible taux de micro-infiltrations à l’interface dent-restauration.
  • Un taux élevé de rétention.
• Érosion : La solubilité est de l’ordre de 0,3 % en 24 heures. Elle est augmentée par la contamination salivaire durant les premières minutes de prise et par un rapport poudre/liquide inadéquat.
• Étanchéité et micro-infiltration : L’étanchéité marginale est excellente au niveau de l’émail et acceptable au niveau dentinaire. Le hiatus résiduel est de 2 à 10 µm, avec une certaine stabilité après vieillissement.
• Le faible taux de micro-infiltrations sous les restaurations CVI peut s’expliquer par la présence d’une couche interfaciale : différenciée, homogène, continue et de quelques micromètres d’épaisseur, nommée couche intermédiaire ou d’échanges ioniques.
• L’adhésion à l’émail et la dentine :
  • Les CVI adhèrent spontanément aux phases organiques et minérales de l’émail et de la dentine.
  • La liaison avec les tissus dentaires est essentiellement de nature chimique plutôt que micromécanique et met en jeu des liaisons ioniques et hydrogènes.

Biologiques

• Biocompatibilité dentino-pulpaire.
• Bioactivité : La libération de fluorure et effet cariostatique : Les CVI libèrent des fluorures lorsqu’ils sont exposés à l’environnement oral, favorisant la reminéralisation et un effet antibactérien cariostatique.
• Bonne tolérance parodontale et générale.

Esthétiques

• Les CVI conventionnels sont moins esthétiques que les résines composites :
  • La translucidité et opacité : Les CVIC sont immédiatement opaques après la pose mais deviennent plus translucides au fur et à mesure de leur maturation qui dure plusieurs mois.
  • La rugosité de surface :
    • À l’état initial, le matériau présente une surface rugueuse.
    • L’application d’un vernis protecteur permet d’avoir un aspect lisse et brillant des CVIC.

Aptitude de manipulation

La manipulation technique est délicate et le matériau est très sensible aux variations hydriques. Le temps de travail est court, le temps de prise est long. Le respect de certaines recommandations permet d’améliorer la longévité des restaurations aux CVI :

• Isolation : La salive et le saignement gingival doivent être contrôlés durant la restauration.
• Décontaminer les surfaces dentinaires à l’aide de NaClO à 2,5 % ou de chlorhexidine à 2 %.
• Conditionner la surface dentinaire avec de l’acide polyacrylique à 10 % pendant 15 secondes afin de majorer l’adhésion et la pérennité des obturations.
• Ne pas déshydrater la surface dentinaire.
• Préparation du CVI : La poudre est incorporée rapidement au liquide, le malaxage se fait habituellement sur un papier plastifié en utilisant une spatule en plastique pendant 45 à 60 secondes (respecter le ratio poudre/liquide).
• Mise en place du CVI : À l’aide d’une spatule ou directement injecté dans la cavité, puis il est couvert par une matrice en plastique pendant 5 minutes.
• Élimination des excès.
• Différer le polissage final d’au moins 24 heures.

Indications et contre-indications

Indications

• Risque carieux élevé à tout âge.
• La restauration des caries cervicales et radiculaires, comme matériau d’obturation à visée définitive.
• La restauration des dents temporaires.
• À titre prophylactique, comme agent de scellement des puits et des fissures chez les jeunes patients au stade d’éruption.
• À titre curatif, comme traitement d’interception des lésions carieuses actives occlusales et proximales.
• Matériau intermédiaire sous les amalgames et les composites.
• Ciment de scellement prothétique.

Contre-indications

• Les dents antérieures (zones esthétiques).
• Larges pertes de substance.
• Toutes zones soumises aux contraintes occlusales.

Avantages et inconvénients

Avantage	Inconvénients
Effet carioprotecteur +++	Faibles propriétés mécaniques
Adhésion spontanée aux tissus dentaires	La manipulation technique est délicate : le matériau est très sensible aux variations hydriques, le temps de travail est court et le temps de prise est long, difficultés de polissage
Biocompatibilité	Impossibilité de retouche dans la séance
	Faible translucidité, choix de teinte limité, surface rugueuse (inesthétique)

Les ciments verres ionomères hybrides : CVIMAR

Définition

Les CVI modifiés sont des matériaux hybrides issus d’une combinaison entre la chimie des CVI conventionnels et la technologie des résines méthacrylates (composites).

Composition

• La poudre : C’est un mélange de particules de verre fluoroaluminosilicate.
• Le liquide : C’est une solution aqueuse à base d’HEMA, monomère acrylate soluble dans l’eau, complétée par des photoinitiateurs solubles type camphroquinone et des activateurs photosensibles.

La réaction de prise

Double réaction :

• Acide-base classique.
• Une polymérisation de la matrice résineuse par irradiation lumineuse.

Propriétés

Mécaniques

• Les performances mécaniques des CVIH sont globalement améliorées par rapport à celles des CVI conventionnels, mais sont toujours inférieures à celles de l’amalgame et du composite.

Physico-chimiques

• La balance hydrique : Ils résistent bien aux variations hydriques (l’humidité – la déshydratation).
• L’adhérence à l’émail et à la dentine : Est environ le double de celle des CVIC.

Biologiques

• Biocompatibilité dentino-pulpaire : Les réactions sous les CVIH sont qualifiées de faibles à modérées et la dentinogénèse est peu perturbée.
• Biocompatibilité parodontale : Bien tolérée comme les CVIC.
• Libération de fluor et effet cariostatique : Le relargage d’ions fluor est globalement similaire à celui des CVI traditionnels.

Esthétiques

• Qualités esthétiques améliorées et plus durables :
  • Une radio-opacité adéquate.
  • Un plus grand choix de teintes.
  • Une meilleure aptitude au polissage et une amélioration des états de surface.

Indications et contre-indications

Indications

• Traitement nécessitant une temporisation : état parodontal ne permettant pas une restauration définitive, ou un traitement médicamenteux en cours (radiothérapie).
• Les restaurations de faible volume.
• La restauration des caries cervicales et radiculaires.
• Fond de cavité sous l’amalgame et composite.
• La restauration des dents temporaires.
• Obturation temporaire des dents permanentes en éruption ; qui ne peuvent être reconstruites de façon correcte par un composite ou un amalgame.

Contre-indications

• Les restaurations supportant l’occlusion (performances mécaniques insuffisantes).

Avantages et inconvénients

Avantage	Inconvénients
Effet carioprotecteur +++	Faibles propriétés mécaniques à moyen terme
Biocompatibilité	Qualités esthétiques faibles par rapport aux résines composites
Utilisation facile
Mise en œuvre rapide
Adhésion au composite (Technique sandwich)

Les compomères

Définition

Les compomères ou résines modifiées par adjonction de polyacides sont composés d’une matrice résineuse dans laquelle se trouvent des charges de verre de fluoro-alumino-silicate associées à des acides faibles caractéristiques des CVI.

Composition

• La matrice résineuse : Trois types de monomères : BISGMA, UDMA, Di Méthacrylate de Dicarbonate Cycloaliphatique constituent la charpente tridimensionnelle du matériau.
• Les charges : On a deux catégories :
  • Premier groupe : La poudre de verre est prépolymérisée avec l’acide organ illet pour former des petites particules afin de renforcer la matrice résineuse.
  • Deuxième groupe : Le verre réactif est associé à un monomère.

Réaction de prise

Elle est mixte :

• Réaction initiale : Photopolymérisation de la matrice résineuse.
• Réaction secondaire : Réaction acide-base.

Propriétés

Mécaniques

• Ils ont un comportement qui se rapproche de celui des composites micro-chargés.

Physico-chimiques

• Adhérence aux tissus dentaires : Ils adhérent par le biais du système adhésif. Les compomères de dernière génération présentent des valeurs d’adhérence voisines de celles obtenues avec les résines composites.
• La micro-infiltration et étanchéité marginale :
  • Pas de prévention totale des micro-infiltrations marginales au niveau des bords des restaurations cervicales.
  • Le taux de rétention est proche de 100 % à 2 ans, mais on observe la présence quasi constante de détériorations et de colorations marginales légères.
  • Les performances cliniques sont globalement inférieures à celles des composites.

Biologiques

• Biocompatibilité dentino-pulpaire : Ils présentent les critères reconnus d’une bonne biocompatibilité pulpaire.
• Libération du fluor et effet cariostatique : La libération du fluor est liée à la réaction acide/base qui est secondaire pour les compomères ; donc cette libération est quantitativement plus faible et avec le temps devient infime.

La manipulation

• Sont disponibles sous forme de carpules stockées dans des sachets individuels hermétiques (à l’abri de l’humidité). Leur mise en place est plus rapide que celle des composites.
• Nécessite la mise en place d’un liner.
• Ils doivent être apposés couche par couche afin de limiter au maximum la contraction de polymérisation.

Indications et contre-indications

Ils ont les mêmes indications cliniques que les CVIH, mais avec une durée de vie légèrement plus longue. Ce qui leur permet d’être utilisés dans les traitements de temporisation, et s’inscrivant dans une démarche thérapeutique de prophylaxie individuelle.

Avantages et inconvénients

Avantage	Inconvénients
Biocompatibilité	Propriétés mécaniques insuffisantes
Utilisation facile	Effet cariostatique peu marqué
Mise en œuvre rapide
Esthétique
Expansion secondaire

Les verres alcalins

Encore appelés matériaux intelligents car ils ont la prétention de s’adapter à l’environnement, ayant la capacité de libérer 3 types d’ions : ions calcium, ions fluor et ions hydroxyde. Ceci leur confère la capacité de lutter contre la déminéralisation et donc de lutter contre les caries secondaires.

Les verres alcalins de la première génération (Ariston)

Composition

Ce matériau est composé d’une matrice résineuse de différents méthacrylates et de charges de verres alcalins (48,3 % en poids), de verres de baryum, fluoro-aluminosilicate et de dioxyde de silicium. Sa mise en place nécessite l’application d’un liner auto-mordançant photopolymérisable.

Réaction de prise

Elle est basée sur un amorçage photochimique.

Propriétés

• Mécaniques : Sont plus faibles que celles des amalgames et des composites micro-hybrides.
• Esthétiques : Il se présente sous une teinte universelle blanc mimétique avec la dent.
• Biologiques : Sont des matériaux bioactifs intelligents, car ils possèdent la possibilité de libérer sur demande des ions hydroxyles principalement : F-, Ca, et ceci de façon inversement proportionnelle à la baisse du pH.

Indications

• Risque carieux élevé.
• Cavité de faible volume.
• Dents lactéales.

Les verres alcalins de la deuxième génération (Ariston AT)

Évolution vers la technologie adhésive. Le nouveau Ariston AT s’utilise selon les principes rigoureux de la dentisterie adhésive pour :

• Répondre à la demande pratique.
• Améliorer la qualité des restaurations avec des valeurs d’adhésion supérieures.
• Améliorer l’étanchéité à la dent.
• Prévenir des sensibilités post-opératoires.
• Lutter plus efficacement contre le processus de déminéralisation et améliorer l’effet cario-inhibiteur.

Avantages et inconvénients

Avantage	Inconvénients
Effet carioprotecteur +++	Propriétés mécaniques insuffisantes
Utilisation facile
Mise en œuvre rapide
Esthétique
Coût faible

La technique Sandwich

Définition

C’est une technique de restauration mixte combinant les CVIMAR et les résines composites.

Description

Sandwich fermé

Dans cette technique, un incrément de CVI est appliqué sur la paroi pulpaire dans la cavité du site 1 (pas de contact avec le milieu buccal). Un composite micro-hybride, couplé à un système adhésif, est utilisé ensuite pour restaurer la totalité de la face occlusale.

Sandwich ouvert

Dans cette technique, un incrément de CVI est appliqué au niveau de la paroi axio-pulpaire (pour les cavités de site 2). Un composite couplé à un système adhésif est utilisé ensuite pour restaurer la totalité de la face occlusale.

Les avantages majeurs de cette technique

• Meilleure étanchéité interfaciale qu’une restauration en composite lorsque l’émail est absent.
• Une excellente tolérance à la mise en œuvre dans des conditions difficiles.
• Une excellente tolérance à la mise en œuvre pour les praticiens peu expérimentés dans le domaine du collage.

Conclusion

Les verres ionomères, les compomères et les verres alcalins sont des matériaux dits bioactifs qui empêchent ou retardent la déminéralisation des tissus dentaires à l’interface dent-obturation. Malgré cette noble propriété, ces matériaux ne peuvent remplacer les résines composites du point de vue mécanique et esthétique, donc ils sont principalement indiqués dans les situations où ils ne subissent pas de forces occlusales et/ou où l’esthétique n’est pas décisive.

Bibliographie

• J.GRAHAM, MOUNT, Mise en place réussite des verres ionomères. Réal Clin /Vol 11. N°4. 2000. pp(407-17).
• Lasfargues JJ, Bonte E, Goldberg M, Jonas P et Tassery H. Ciments verres ionomères et matériaux hybrides. Encycl Méd Chir (Elsevier, Paris), Odontologie, 23-065-K-10, 1998.
• C.Besnault et ses Col. Intérêt de la technique Sandwich ouvert en odontologie restauratrice. Réal.Clin/Vol 15.N°2.2004. pp(191-201).
• Revue d’odonto stomatologie. Tome29.N°4.2000. pp.(233-40) La place des matériaux bioactifs dans le traitement lésionnel de la maladie carieuse.
• Liebenberg W., Return to the Resin-Modified Glass-Ionomer Cement Sandwich Technique; JCDA 2005; 71(10): 743-747.
• Lasfargues JJ, Bonte E, Goldberg M, Tassery P : Ciments Verres Ionomères Et Matériaux Hybrides ;EMC 23-065-K-10.
• Attal JP : Les Ciments Verres Ionomères : Société Francophone De Biomatériaux Dentaires ; 2009-2010.
• Besnault C, Tassery H, Attal Jp : Intérêt De La Technique “Sandwich Ouvert” En Odontologie Restauratrice; Réalités Cliniques Vol. 15 N°2, 2004.
• Graham J, MOUNT : Mise En Place Réussite Des Verres Ionomères : Réalités Cliniques Vol 11. N°4. 2000.
• Liebenberg W.. Return To The Resin-modified Glass-ionomer Cement Sandwich Technique; Journal Of The Canadian Dental Association 2005.

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  La santé bucco-dentaire est essentielle pour le bien-être général, nécessitant une formation rigoureuse et continue des dentistes. Les étudiants en médecine dentaire doivent maîtriser l’anatomie dentaire et les techniques de diagnostic pour exceller. Les praticiens doivent adopter les nouvelles technologies, comme la radiographie numérique, pour améliorer la précision des soins. La prévention, via l’éducation à l’hygiène buccale, reste la pierre angulaire de la pratique dentaire moderne. Les étudiants doivent se familiariser avec la gestion des urgences dentaires, comme les abcès ou les fractures dentaires. La collaboration interdisciplinaire avec d’autres professionnels de santé optimise la prise en charge des patients complexes. La santé bucco-dentaire est essentielle pour le bien-être général, nécessitant une formation rigoureuse et continue des dentistes.  

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