Les hydrocolloïdes réversibles et irréversibles

Les hydrocolloïdes réversibles et irréversibles

Introduction

Les hydrocolloïdes se présentent soit à l’état de sol, soit à l’état de gel, avec possibilité de passage d’un état à l’autre. Selon que cette transformation est réversible ou non, on distingue les hydrocolloïdes réversibles et les hydrocolloïdes irréversibles. La gélification est habituellement déterminée par des agents physiques (température) pour les hydrocolloïdes réversibles et par des agents chimiques (estérification) pour les hydrocolloïdes irréversibles.

Les hydrocolloïdes réversibles (L’agar-agar)

Introduction

Mis au point en 1925 par Poller de Vienne, les hydrocolloïdes réversibles furent les premiers matériaux à empreinte élastiques utilisés en dentisterie. Ces matériaux, fluides et peu compressifs, sont particulièrement efficaces pour réaliser l’enregistrement de limites prothétiques supra-gingivales. Leur relative fragilité ne peut cependant pas supporter le retrait de limites sous-gingivales profondes, ou de zones de fort retrait. D’autres contingences, comme le conditionnement dans des bains thermostatés, le traitement rapide de l’empreinte à l’aide de plâtre, le matériel initial coûteux et leur hasardeuse décontamination, en limitent aujourd’hui l’utilisation dans les cabinets dentaires. Ils ont laissé une large place aux élastomères de synthèse.

Composition

L’agar-agar est un ester sulfurique d’un polymère linéaire du D-galactose extrait de rhodophycées (algues rouges). Sous forme de liquide ou de gel, ces colloïdes sont constitués de particules en suspension suffisamment petites pour que le mélange soit homogène.

Réaction de prise

Le gel thermosensible d’agarose que forme l’agar-agar en se combinant avec l’eau présente un fort pouvoir gélifiant. Selon la concentration du gel en agar-agar, il se liquéfie entre 71 et 100°C, et redevient un gel entre 30 et 50°C. Ce processus, purement physique et réversible (hystérésis), dépend uniquement du temps et de la température. Dans un premier temps clinique, l’élévation de température dans un bain thermostaté, dit de liquéfaction (100°C), rompt facilement les faibles liaisons physiques unissant les fibrilles de gélose. Le produit est ensuite conservé à 65°C, dans un bain de stockage. Avant d’être introduit en bouche à l’aide d’un porte-empreinte spécifique à circulation d’eau, l’hydrocolloïde est tempéré à 46°C pendant 2 minutes.

Le refroidissement provoqué par la circulation d’eau entraîne la gélification de l’hydrocolloïde qui acquiert alors des propriétés élastiques lui permettant d’être retiré de la bouche.

Propriétés

Les empreintes aux hydrocolloïdes réversibles sont d’une grande fidélité lorsqu’elles sont traitées rapidement, car aucun milieu de stockage satisfaisant ne permet de les conserver au-delà d’une heure. Lors du stockage, les mouvements hydriques au sein du matériau, connus sous le terme de synérèse, peuvent être à l’origine de variations dimensionnelles.

Empreinte aux hydrocolloïdes

Les empreintes aux hydrocolloïdes réversibles sont réalisées dans un porte-empreinte à circulation d’eau.

Les hydrocolloïdes irréversibles (Alginate)

Composition

Des polysaccharides naturels extraits de certaines algues brunes (phéophycées) apparaissent en dentisterie sous le nom d’alginates dès 1945. La poudre d’alginate est constituée de sels alcalins (Na, K) de l’acide alginique. Cet acide est constitué de deux unités monosaccharidiques, l’acide D-mannuronique et l’acide L-guluronique. Le produit final se présente sous la forme d’un réseau tridimensionnel de chaînes d’acide polymannuronique réunies par des ponts calciques. Entre les différentes mailles de cette structure, se trouvent le sol d’alginate alcalin non réagi, l’excès d’eau, les particules de charges inertes, et les sous-produits de la réaction.

Si le phosphate sodique est un retardateur de prise qui réagit préférentiellement avec les ions Ca++ et entre en compétition avec les ions Na+ et/ou K+, le phosphate de calcium est un accélérateur. Les charges (50%) constituées de terre de diatomées, d’oxyde de zinc, ou de talc, déterminent la consistance du mélange et lui donnent son aspect lisse et non collant. Par l’adjonction de glycols, de nombreux alginates présentent actuellement l’intérêt de ne plus contenir de poussières.

Réaction de prise

La différence de solubilité des différents sels de l’acide alginique est à la base du phénomène de prise. Le sulfate de calcium s’hydrolyse au moment du mélange avec l’eau, et libère des ions Ca++ qui réagissent avec les groupements carboxyliques des alginates alcalins (Na+, K+) pour former l’alginate de calcium insoluble. Ce processus chimique, et non physique, est une estérification des groupements carboxyliques.

Propriétés

Le temps de gélification peut se définir comme l’intervalle de temps séparant le moment où le mélange est à l’état de sol de celui où il est à l’état de gel. La prise des hydrocolloïdes irréversibles dépend non seulement de leur composition, mais également du rapport poudre/liquide (10 g pour 20 ml), de la température de l’eau, et des conditions de stockage. Deux types commerciaux sont disponibles :

• Type 1 : prise rapide (< 2 minutes),
• Type 2 : prise normale (entre 2 et 4 minutes).

Certains produits récents voient leur couleur se modifier lors de la prise du fait d’une modification de leur pH.

Le mélange automatique réduit significativement les temps de travail et de mélange, mais offre un matériau plus homogène, plus souple, avec une proportion de bulles nettement plus faible que lors d’un mélange manuel. Le temps de gélification augmente quand la température de l’eau diminue. Le temps de gélification augmente si la quantité de poudre diminue. La valeur du rapport eau/poudre conditionne la stabilité dimensionnelle du matériau et influence la résistance à la compression et la déformation permanente du matériau final. La résistance au déchirement des alginates est proche de celle des hydrocolloïdes réversibles, mais beaucoup plus faible que celle des différents élastomères.

Les variations dimensionnelles des hydrocolloïdes irréversibles s’expliquent principalement par les mouvements de l’eau qu’ils renferment en grande quantité. À l’air libre, le matériau se contracte en perdant de l’eau par évaporation ; immergé, il se dilate en en absorbant. Si les alginates de classe A sont capables de reproduire des détails de 20 microns, cette précision ne peut être conservée au-delà d’une heure, même dans un milieu saturé d’humidité. L’incompatibilité de certains alginates avec certains plâtres peut également nuire aux qualités finales du modèle. Le traitement de l’empreinte par une solution de sulfate de potassium ne semble pas apporter des qualités de surface supérieures à celles obtenues par un simple rinçage et un séchage modéré.

Manipulation

• Utiliser un matériel convenable et propre : bol à paroi rigide et spatule large en plastique.
• Agiter la boîte (fermée hermétiquement) avant l’emploi afin de bien répartir les particules de densité différentes.
• Suivre les indications du fabricant concernant le rapport eau/poudre.
• Ne jamais rajouter de poudre ni de l’eau après le début du mélange.
• Un temps et un mode de spatulation corrects : le plat de la spatule doit s’appliquer contre la paroi du bol, le mélange étant vigoureusement et rapidement aplati.
• L’utilisation de porte-empreinte perforé sec permettant le passage du matériau à l’état de sol, et entraînant après gélification la formation de rivets entre les parois du porte-empreinte et l’hydrocolloïde.

Porte-empreinte

• Porte-empreinte Clan-Trays® de Schreinemakers.

• Porte-empreinte Cerpac maxillaire.

Indications

Les hydrocolloïdes irréversibles, ou alginates, sont les produits à empreinte les plus utilisés en dentisterie. Ces matériaux sont classés selon leur capacité à enregistrer les détails :

• Alginates de classe A (haute définition) : indiqués pour la confection des inlays et des couronnes.
• Alginates de classe B (traditionnels) : indiqués pour la réalisation d’empreintes en prothèse adjointe partielle.
• Alginates de classe C : pour la réalisation de modèles d’étude et de modèles antagonistes.

Les hydrocolloïdes réversibles et irréversibles

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Les hydrocolloïdes réversibles et irréversibles