Les céramiques dentaires

Les céramiques dentaires

Introduction

Malgré l’évolution des résines composites et des ciments verres ionomères, les céramiques peuvent encore être considérées comme les biomatériaux permettant l’élaboration des restaurations les plus esthétiques. Les céramiques ont été longtemps utilisées surtout pour la confection de dents artificielles pour prothèses amovibles et l’élaboration de couronnes et de bridges céramo-métalliques (CCMV). Cependant, depuis les années 80, l’évolution de ces matériaux a permis la conception de facettes, d’inlays, d’onlays et même des couronnes et des bridges sans armature métallique.

Matériaux de Base

Verres

Un verre est un composé minéral fabriqué, à base de silice, qui possède une structure vitreuse, c’est-à-dire désordonnée. Les verres sont des matériaux translucides mais fragiles, c’est-à-dire qu’ils n’ont pas ou très peu de possibilité de déformation plastique.

Céramiques

Les céramiques sont des matériaux inorganiques, composés d’oxydes, de carbures, de nitrures et de borures. Elles présentent des liaisons chimiques fortes de nature ionique ou covalente. Les céramiques sont mises en forme à partir d’une poudre de granulométrie adaptée qui est agglomérée. Une deuxième étape consiste à densifier et consolider cet agglomérat par un traitement thermique appelé frittage.

Poudres Utilisées

• Titanium oxide powder
• Zirconia powder

Céramiques Dentaires

Les céramiques dentaires sont des matériaux composés à 99 % d’oxydes, mis en forme par frittage en phase liquide ou solide. Pour la plupart, elles ont une structure biphasée de verre chargé (une phase vitreuse et une phase cristalline). Ce sont des matériaux fragiles. Plus les cristaux sont gros et nombreux, plus ils confèrent à la céramique des propriétés mécaniques intéressantes au détriment des propriétés optiques.

Caractéristiques

• Phase vitreuse (matrice) : Contribue aux propriétés optiques et à la capacité de collage.
• Phase cristalline : Améliore la résistance mécanique.

Frittage

Le frittage est un traitement thermique, avec ou sans application de pression externe, grâce auquel un système de particules individuelles ou un corps poreux modifie certaines de ses propriétés dans le sens d’une évolution vers un état de compacité maximale.

Processus de Frittage

• Diminution de la viscosité du verre.
• Formation de grains de forme sphérique (température minimale).
• Mouillage de la phase cristalline solide par le verre en phase liquide, entraînant un rapprochement des grains.
• Élimination de l’interface liquide-vapeur, remplacée par une interface liquide-solide.

Composition Chimique des Céramiques

Poudre

La poudre est commercialisée en plusieurs formules selon la translucidité :

• Opaque
• Dentine
• Émail
• Poudres correctrices (poudre à maquillage)

Composition

• Silice : 55–70 %
• Alumine : 12–15 %
• Oxydes
• Colorants

Liquide

• Eau distillée

Classification des Céramiques Dentaires

Classification Traditionnelle

Les céramiques sont classées en fonction de leur température de frittage :

• Céramiques à haute fusion : 1289 à 1390 °C (utilisées pour la fabrication des dents artificielles des prothèses amovibles).
• Céramiques à moyenne fusion : 1090 à 1260 °C (employées pour la réalisation des couronnes jackets cuites sur platine ou sur revêtement).
• Céramiques à basse fusion : 870 à 1068 °C (destinées principalement aux techniques d’émaillage des couronnes céramo-métalliques).
• Céramiques à très basse fusion : 660 à 780 °C (depuis 1992 ; émaillage du titane, émaillage à haute teneur en or, réalisation d’éléments entièrement en céramique et de joints céramique-dent, utilisées seules pour la confection d’inlays et d’onlays céramiques).

Classification Actuelle

Selon la Composition Chimique

Céramiques Feldspathiques

Ce sont les céramiques traditionnelles destinées à l’émaillage des coiffes céramo-métalliques.

• Composition :
  • Poudre composée de grains de diamètre compris entre 4 et 100 µm.
  • Feldspath et feldspathoïdes composent la matrice vitreuse.
  • Quartz compose la charpente cristalline.
  • Oxyde d’aluminium (alumine) : Al₂O₃.
  • Oxyde de silicium (silice) : SiO₂ (55–78 %).

Vitrocéramiques

Ce sont des matériaux mis en forme à l’état de verre, puis traités thermiquement pour obtenir une cristallisation contrôlée et partielle. On passe d’un verre optiquement transparent à une vitrocéramique translucide, qui est ensuite colorée par émaillage de surface.

• Exemples : Dicor, Cérapearl, Empress, Vita Mark, E-Max.

Indications

• Inlays/onlays, couronnes, facettes ou armatures céramiques.
• Dépend du type de cristaux infiltrés.
• Usinées par CAD/CAM à partir d’un bloc ou pressées en cylindre (similaire à la technique de la cire perdue pour les armatures en métal).
• Types :
  • Céramique renforcée aux cristaux de leucite : Empress.
  • Céramique renforcée aux cristaux de disilicate de lithium : IPS eMax.

Céramiques ou Verres Hydrothermaux

Ce sont des matériaux monophasés (sans phase cristalline) auxquels on ajoute des ions OH⁻. Leur dureté est plus proche de celle de l’émail des dents naturelles. Ces céramiques sont très esthétiques mais peu résistantes.

Céramiques Alumineuses

Leur constituant principal est l’alumine (Al₂O₃). Elles sont distinguées en fonction de la teneur en alumine :

• 40 % : Jacket de Mac Lean.
• 69 % : Cerestore, Allceram.
• 89 % : In-Ceram, In-Ceram Alumina (standard), In-Ceram Zirconia (plus résistante, composée d’alumine et de zircone ZrO₂).
• 98 % : Procera.

Céramiques à Base d’Oxyde de Zirconium (Zircone)

Elles possèdent de meilleures qualités mécaniques par rapport à celles de l’alumine. Grâce à leur dureté, la zircone pure est utilisée avec les techniques d’usinage par CFAO (conception et fabrication assistée par ordinateur), car c’est la seule méthode pour la travailler. Cette céramique possède une capacité d’auto-compensation, évitant la propagation d’une fissure dans le matériau, ce qui en fait la céramique la plus résistante.

Selon la Microstructure

Il existe trois types de céramiques :

1. Une matrice vitreuse avec des charges cristallines dispersées.
2. Une matrice cristalline avec une phase vitreuse infiltrée.
3. Une céramique ne comportant qu’une phase cristalline sans verre d’infiltration.

Selon le Procédé de Mise en Forme

Avec Armature Métallique

Le rôle du support métallique est de renforcer mécaniquement la prothèse et de servir de support de cuisson sur lequel va s’annuler la rétraction de frittage grâce à la plasticité à haute température de la phase vitreuse. L’armature peut être :

• Une feuille d’or ou de platine brûlée sur le modèle positif unitaire (MPU).
• Une armature coulée en alliage précieux ou non précieux (technique la plus utilisée avec les céramiques feldspathiques conventionnelles).

Stratification

Étapes de Préparation

• Armature dégrossie avant le sablage avec des fraises à denture croisée.
• Armature sablée et nettoyée selon les directives du fabricant.
• Application de l’opaque de base en pâte après la première cuisson.
• Opaque en pâte après la deuxième cuisson.
• Première application de la masse d’épaulement.
• Stratification.

Sans Armature Métallique

La cuisson de la céramique se fait sur un support spécial.

Mise en Forme

• Mise en forme de la pâte crue.
• Séchage et déshydratation.

Programme de Cuisson

Étape	Température de départ	Temps de séchage	Rampe thermique/min	Départ vide	Fin vide	Température finale	Stabilisation	Temps de refroidissement
Pâte base	500 °C	6 min	75 °C	500 °C	800 °C	800 °C	1 min	0 min
1ère cuisson d’opaque	500 °C	6 min	75 °C	500 °C	800 °C	800 °C	1 min	0 min
2ème cuisson d’opaque	500 °C	6 min	75 °C	500 °C	790 °C	790 °C	1 min	0 min
Cuisson d’épaulement	450 °C	6 min	55 °C	450 °C	780 °C	780 °C	1 min	0 min
1ère cuisson de dentine	450 °C	6 min	55 °C	450 °C	765 °C	765 °C	1 min	0 min
2ème cuisson de dentine	450 °C	4 min	55 °C	450 °C	765 °C	765 °C	1 min	0 min
Glaçage	450 °C	2 min	75 °C	450 °C	765 °C	765 °C	1 min	0 min
Matériau de correction CM	450 °C	4 min	55 °C	450 °C	745 °C	745 °C	1 min	0 min

Propriétés des Céramiques

Propriétés Mécaniques

Les céramiques dentaires sont peu résistantes en traction et en flexion, mais très résistantes en compression. Elles sont caractérisées par une rupture dite « fragile » et possèdent une dureté élevée.

Ténacité

La ténacité est la résistance à la propagation d’une fissure préexistante dans un matériau. La fracture d’un verre ou d’une céramique intervient par propagation de fissures. La présence de cristaux résistants dans la céramique bloque ou ralentit la progression des fissures.

Dureté

• Émail : 340
• Céramique feldspathique : 460
• Dicor : 460
• In-Ceram : 120

Propriétés Thermiques

• Isolation thermique.
• Coefficient de dilatation thermique : Adaptable en fonction de leur utilisation en modifiant la teneur en K₂O dans le verre. Le coefficient de dilatation thermique est l’évolution dimensionnelle d’un matériau en fonction de la variation de température.

Propriétés Électriques

Les céramiques sont des isolants électriques.

Propriétés Optiques

Tous les systèmes de céramiques dentaires possèdent une panoplie de poudres céramiques cosmétiques avec des rendus optiques différents, allant de l’opaque au transparent, avec des luminosités variables, des effets de fluorescence et d’opalescence, et des couleurs et saturations différentes. Ceci est obtenu en jouant sur :

• La composition.
• La nature chimique.
• La taille, la quantité et l’indice de réfraction des charges cristallines et des pigments répartis dans la phase vitreuse.
• Coloration : Stable grâce à l’introduction d’oxydes colorants.
• Translucidité : La porcelaine cuite sous vide est plus translucide que celle cuite sous pression atmosphérique.

Propriétés Biologiques

• Inattaquables par les fluides buccaux.
• Bien tolérées par les tissus dentaires et la gencive marginale.
• Retiennent moins de plaques bactériennes grâce à un excellent état de surface.

Remarque

La dureté importante et la fragilité marquée des céramiques exigent un rétablissement minutieux des rapports d’occlusion.

Les céramiques dentaires

  La prévention des caries repose sur une hygiène bucco-dentaire rigoureuse et des visites régulières chez le dentiste. La maîtrise des techniques d’anesthésie locale est essentielle pour assurer le confort du patient lors des soins. L’imagerie dentaire, comme la radiographie panoramique, permet un diagnostic précis des pathologies buccales. Les étudiants doivent comprendre l’importance de la stérilisation pour prévenir les infections croisées en cabinet. La restauration dentaire, comme les composites ou les couronnes, exige une précision technique et un sens esthétique. Les praticiens doivent rester informés des avancées en implantologie pour proposer des solutions modernes aux patients. Une communication claire avec le patient renforce sa confiance et favorise l’adhésion au plan de traitement.  

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