Les Résines Composites / Biomatériaux Dentaire

Les Résines Composites / Biomatériaux Dentaire

Introduction

Les composites sont des biomatériaux utilisés pour la restauration définitive des pertes de substance. Actuellement, les résines composites représentent le matériau le plus utilisé, outre ses propriétés esthétiques, il peut être collé aux tissus dentaires. Cette caractéristique a permis le développement d’une dentisterie peu mutilante qui respecte les tissus dentaires sains.

Historique

• Au début du 18ᵉ siècle : le silicate était le seul matériau de restauration des dents antérieures.
• 1948 : les résines acryliques remplacent les silicates.
• 1955 : Buonocore réalise le premier mordançage de l’émail.
• 1960 : Roy-Bowen met au point la résine bis-GMA.
• 1962 : Roy-Bowen et Adam Fellon permettent la réalisation des composites.
• 1972 : apparition des composites photopolymérisables.
• 1986 : Pissis réalise des inlays en composite.
• 1996 : la première génération des composites est introduite.

Définition

Un matériau composite est un matériau hétérogène associant au moins deux matériaux. L’objectif de cette association est de cumuler les propriétés favorables des divers constituants et de minimiser les défauts afin que l’ensemble ait des propriétés supérieures à celles de chacun des constituants isolés.

Composition

La Phase Organique

Représente 30 à 50 % du volume total du matériau. Elle comprend la résine et les diluants ou contrôleurs de viscosité. Elle se caractérise par :

• Faible résistance mécanique.
• Importante rétraction de prise.

La Résine Matricielle

C’est le composant chimiquement actif du composite. Il s’agit d’un monomère fluide qui est converti en un polymère rigide par une réaction de polymérisation. Il existe différents types de matrice :

• Le bis-GMA.
• Le di-uréthane.

Les Diluants ou Contrôleurs de Viscosité

Les diluants sont des monomères de faible poids moléculaire et, par conséquent, de faible viscosité, ajoutés à l’ensemble matrice résineuse/charge afin :

• D’abaisser la consistance du mélange.
• De pouvoir incorporer un maximum de charges.

Le diluant :

• Influence les propriétés mécaniques du matériau.
• Augmente la rétraction de polymérisation.
• Rend la résine moins cassante mais réduit sa résistance à l’abrasion.

Les diluants utilisés sont :

• Le méthacrylate de méthyle.
• L’éthylène glycol diméthacrylate (EGDMA).
• Le diéthylène glycol diméthacrylate (DEGMA).
• Le triéthylène glycol diméthacrylate (TEGDMA), le plus utilisé, représentant 10 à 35 % des composites macrochargés et 30 à 50 % des composites microchargés.

La Phase Inorganique (Charge)

Ce sont des particules de nature, de forme et de taille différentes. L’objectif de l’incorporation de ces charges est de réduire la proportion de la résine, qui constitue le maillon faible du matériau. Les composites contiennent une grande diversité de particules distribuées soit :

• De façon unimodale.
• Ou multimodale.

Classification des Charges

Selon la nature :

• Charges en quartz.
• Charges en verre de métaux lourds.
• Charges en silice (microcharge).

Selon la forme :

• Charges en éclat (de forme irrégulière).
• Charges sphériques ou en forme de billes.

Selon la taille (granulométrie) :

• Macrocharges : 5 à 30 μm.
• Midi/mini charges : 1 à 5 μm.
• Microcharges : 0,04 μm.
• Nanocharges : 10 à 100 nm.

L’Agent de Couplage (le Liant)

C’est un composant essentiel des résines composites qui assure la liaison entre les deux phases (organique/inorganique), qui sont incompatibles. La surface des charges est traitée par un agent de couplage, généralement le silane, le plus courant étant le mercaptopropyl triméthyl silane. L’agent de couplage enrobe les particules, ce qui leur permet d’adhérer à la matrice.

Les Adjuvants

Ce sont des substances qui agissent sur la cinétique de la réaction de prise, soit :

• En l’inhibant (inhibiteurs de prise).
• En l’initiant (amorceurs et activateurs de polymérisation).

Les Inhibiteurs

Ils préviennent la polymérisation spontanée du monomère et permettent ainsi la conservation du matériau. Les principaux inhibiteurs sont :

• Le butyl hydroxytoluène (BHT).
• Le 4-méthoxyphénol (MEHO).
• L’hydroquinone.

Les Amorceurs et les Activateurs

Ce sont des composés organiques qui génèrent des radicaux libres sous l’influence d’un activateur, initiant ainsi la polymérisation. Selon le type de polymérisation, on distingue :

• Initiateurs chimiques : amorcent une chémopolymérisation. Le principal initiateur est le peroxyde de benzoyle.
• Initiateurs photosensibles : amorcent une photopolymérisation par formation de radicaux libres sous l’influence des radiations électromagnétiques. Les initiateurs les plus utilisés sont le benzoïne méthyléther et la camphoroquinone. L’activateur est représenté par les photons.

Classification des Composites

En Fonction de la Granulom jie

Composites Macrochargés

• Apparus pour la première fois en 1960.
• Contiennent des charges de quartz ou de verres.
• Taille des particules pouvant atteindre 100 μm, de forme irrégulière.
• Se présentent sous forme de deux pâtes.
• Avantages :
  • Génèrent peu de chaleur de prise.
  • Peu coûteux.
  • Faible rétraction de prise.
• Inconvénients :
  • Temps de travail court.
  • Temps de prise long.
  • Surface rugueuse.
  • Faible résistance à l’usure.
  • Discoloration intrinsèque.

Composites Microfins ou Microchargés

• Contiennent uniquement des charges de silice.
• Particules de petites dimensions (0,04 μm).
• Taux de charge restreint (30 à 52 %), entraînant de faibles propriétés mécaniques.
• On distingue :
  • Composites microfins homogènes.
  • Composites microfins hétérogènes.
• Propriétés :
  • État de surface poli et lustré.
  • Résistance à l’usure fortement améliorée.
  • Agressivité diminuée vis-à-vis des dents antagonistes.

Composites Hybrides

Contiennent un mélange de particules macro/midi ou mini de verres et des microparticules de silice. On distingue selon la taille des macrocharges :

• Composites hybrides à midi-particules : comprennent des midicharges de verres de 1 à 10 μm et des microcharges de silice.
• Composites hybrides à miniparticules ou submicronique : comprennent des macrocharges inférieures au micron (0,4 à 0,7 μm) et des microcharges de silice (0,04 μm).

Composites Nanochargés

Représentent la dernière évolution des composites. Ils comportent des charges dont les dimensions sont de l’ordre du nanomètre, c’est-à-dire du millionième de millimètre.

En Fonction du Mode de Polymérisation

Composites à Polymérisation Chimique

• L’activation chimique est le mode utilisé par Bowen lors de la mise au point des premiers composites.
• Se présentent sous forme de deux pâtes à mélanger en quantité équivalente :
  • Une base contenant l’initiateur.
  • Un catalyseur contenant un activateur.
• La polymérisation est initiée lorsque les deux composés sont mis en contact.
• La vitesse de polymérisation dépend de la concentration en initiateur et en accélérateur.

Composites à Polymérisation Photo-activée

• Les photons, provenant des radiations électromagnétiques comme la lumière UV (365 nm) ou la lumière visible (420-470 nm), agissent sur les photoamorceurs pour former des radicaux libres.

Composites à Polymérisation Duale

• Utilisent un double mécanisme de polymérisation.

En Fonction des Critères Cliniques

Selon la Consistance du Matériau

• Composites fluides :
  • Se présentent sous forme de seringue.
  • Sont des composites microhybrides avec un faible taux de charges.
  • Contraction de polymérisation de l’ordre de 4 %.
• Composites de consistance traditionnelle :
  • Utilisés dans la plupart des cas, leur champ d’application est large.
• Composites condensables :
  • Développés pour améliorer la manipulation et faciliter le compactage dans les cavités proximales.
  • Taux de charges élevé (2 % de charges supplémentaires).

La Réaction de Prise

Définition

La polymérisation est le processus par lequel un composite de consistance pâteuse se transforme en matériau solide.

Mécanisme de la Polymérisation

• Libération des radicaux libres, formés par transformation de l’initiateur sous l’influence de l’activateur.
• Les radicaux provoquent l’ouverture de la double liaison vinylique et la formation du polymère.

Différents Types de Polymérisation

Chémopolymérisation ou Autopolymérisation

• Système activé chimiquement, se présentant sous forme de deux pâtes :
  • L’une contient l’initiateur (peroxyde de benzoyle).
  • L’autre contient un activateur (amine ternaire).
• Temps de prise à température buccale : 1,5 à 6 minutes.
• Temps de travail : 1 à 4 minutes.

Photopolymérisation

• Déclenchée par amorçage photochimique à l’aide d’une lampe produisant de la lumière.
• Deux systèmes de photopolymérisation :
  • Lumière UV : utilisée par les premiers composites photopolymérisants.
  • Lumière visible : développée pour réduire les défauts du système UV.

Les Composites Bulk Fill

• Profondeur de polymérisation augmentée.
• Épaisseur de la couche : 4 à 5 mm.
• Durée d’exposition à la lumière de polymérisation : 10 à 30 secondes.

Classification des Composites Bulk Fill

• Matériaux fluides à faible viscosité.
• Matériaux modelables à viscosité élevée.
• Les composites Bulk Fill fluides ont une faible teneur en charge, des propriétés mécaniques inférieures et sont moins résistants à l’abrasion.

Propriétés des Composites Dentaires

L’importance de la phase inorganique, le taux de charge utilisé et la technique d’incorporation influencent le comportement clinique des composites. Les composites microchargés et fluides ont un taux de charge inférieur aux composites de viscosité moyenne et aux condensables.

Propriétés Mécaniques

• Résistance à la flexion : Nécessaire pour les dents postérieures. Les composites hybrides et microchargés sont les meilleurs.
• Résistance à la traction : Résistance aux forces latérales, supérieure à celle des amalgames, sauf pour les microchargés/fluides.
• Module d’élasticité de Young : Indique le comportement du matériau sous contraintes et caractérise sa rigidité. Plus le module est élevé, moins le matériau se déforme.
• Dureté : Reflète la résistance à l’abrasion. Plus le matériau est chargé, plus la dureté est élevée.
• Vieillissement et usure : Point faible des composites, influencé par :
  • Les liquides buccaux.
  • La nature de l’alimentation.
  • Les forces de mastication.
  • Les outils et techniques de brossage, ainsi que le bruxisme.

Propriétés Physico-chimiques

• Contraction de polymérisation : Propriété inhérente à la réaction de polymérisation, dépendant de la fraction volumique des charges et du degré de polymérisation. Elle entraîne :
  • Flexion des cuspides (fracture).
  • Sensibilité post-opératoire.
  • Formation d’hiatus en périphérie.

Propriétés Thermiques

• Coefficient de dilatation thermique : 2 à 4 fois supérieur à celui des tissus dentaires, important pour préserver l’intégrité du joint périphérique.
• Conductibilité thermique : Faible.

Absorption Hydrique et Solubilité

Le comportement hydrique est influencé par la qualité de la polymérisation. Une parfaite étanchéité exige une interface de l’ordre du nanomètre.

Propriétés Optiques et Radiographiques

• La dentine et l’émail ont des propriétés optiques différentes :
  • La dentine présente une opacité élevée, une fluorescence marquée et une variabilité de saturation selon l’âge.
  • L’émail est translucide, opalescent et faiblement saturé.
• Les différences d’opacité sont obtenues grâce aux différences d’indices de réfraction entre les charges minérales et la matrice.
• Les niveaux de saturation varient grâce à des concentrations d’oxydes métalliques.
• La visibilité radiologique est obtenue par incorporation d’éléments lourds dans les charges.

Adhérence

Les résines composites n’adhèrent pas spontanément aux tissus dentaires. L’adhérence est créée par :

• Micro-rétention sur l’émail.
• Étanchéité et couche hybride sur la dentine.

Protocole Commun de Mise en Place des Résines Composites

• Préparation cavitaire et réalisation du biseau sur l’émail (section de l’émail à 45°).
• Choix de la teinte.
• Pose du champ opératoire (digue).
• Protection du complexe pulpo-dentinaire (fond protecteur à base d’hydroxyde de calcium).
• Mordançage (application de l’acide phosphorique, 30 secondes sur l’émail et 15 secondes sur la dentine).
• Rinçage et séchage.
• Application de l’adhésif (bonding).
• Mise en place du matériau.
• Vérification de l’occlusion.
• Finition, polissage et lustrage.

Conclusion

Les composites se sont fortement développés grâce à l’innovation technologique dans le domaine des biomatériaux. On dispose actuellement de composites fluides (Flows), Bulk Fill, condensables (Packables) et nanocomposites. Un bon praticien sait choisir le composite adapté à son patient en respectant les protocoles et les bonnes pratiques.

Les Résines Composites / Biomatériaux Dentaire

  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.  

Les Résines Composites / Biomatériaux Dentaire