Généralités sur les biomatériaux

Généralités sur les biomatériaux

Adhérence

L’adhérence est la force qui permet à deux substances de s’attacher lorsqu’elles sont mises en contact l’une avec l’autre :

• Molécules de même nature : cohésion.
• Molécules de nature différente : adhésion.

Le matériau ajouté pour produire l’adhérence est appelé adhésif.

Énergie de surface

Pour un réseau donné, à l’intérieur, tous les atomes sont attirés les uns vers les autres de façon égale. À la surface, l’énergie est plus grande car les atomes extérieurs ne sont pas attirés uniformément dans toutes les directions, ce qui crée une tension de surface. Toute attraction des atomes se fera pour les molécules ou atomes différents à travers l’interface, entraînant une adhérence.

• Pour les liquides, on parle de tension superficielle.

Mouillage

Il est très difficile de forcer deux surfaces solides à adhérer si la distance intra-atomique est supérieure à 0,0007 microns. Par conséquent, il faut utiliser des liquides qui s’étendent sur les irrégularités de la surface pour assurer un contact sur la majeure partie de la surface du solide, phénomène appelé mouillage.

Le mouillage est influencé par plusieurs facteurs :

• L’état de surface,
• Les oxydes,
• La fluidité,
• La tension.

Angles de contact

L’angle de contact est l’angle formé entre l’adhésif et la surface à adhérer (substrat) à leur interface. Il dépend des forces d’attraction entre le liquide et le substrat. Plus l’angle est petit, plus l’adhésif est capable de remplir les irrégularités de la surface à adhérer.

Contraintes et déformations

La distance intra-atomique peut être augmentée ou diminuée par l’application d’une force mécanique (force perturbatrice ou contrainte). Le changement de dimension qui en résulte est appelé déformation. Les contraintes et déformations existent chaque fois que la distance entre les atomes diffère de la distance d’équilibre.

Types de contraintes (sollicitations) et de déformations

Les contraintes sont définies selon leur direction et leur grandeur. Selon la direction, elles sont classées en trois types principaux :

Contrainte de traction (tension)

C’est une force qui résiste à la déformation causée par une charge tendant à étirer ou allonger un corps, entraînant un allongement.

Contrainte de compression (pression)

C’est une force qui résiste à la déformation causée par une charge tendant à comprimer ou raccourcir un corps, entraînant une déformation par compression ou accourcissement.

Contrainte par cisaillement

C’est une contrainte qui résiste à un mouvement de tension ou à un glissement d’une portion d’un corps par rapport à une autre.

Contraintes complexes

Il est extrêmement difficile d’induire une contrainte d’un seul type dans un corps. En pratique, bien qu’un type de contrainte puisse prédominer, les deux autres ne peuvent être totalement éliminés, ce qui donne lieu à des contraintes complexes.

Propriétés des matériaux

Élasticité

L’élasticité est l’aptitude d’un matériau à revenir à son état initial après la cessation des contraintes.

Limite d’élasticité

C’est la contrainte maximale à laquelle le matériau peut être soumis tout en revenant à ses dimensions d’origine une fois la charge supprimée.

Charge de rupture

Elle mesure la valeur de la charge nécessaire pour rompre un matériau.

Résistance

C’est l’effort maximal nécessaire pour briser une structure. Elle est appelée résistance à la traction, résistance à l’écrasement ou résistance au cisaillement, selon le type de contrainte prédominant.

Déformation permanente

Si, après la cessation de la contrainte, le matériau ne retrouve pas exactement sa forme initiale, on parle de déformation permanente. Cette valeur traduit la limite élastique du matériau.

Ductilité et malléabilité

• Ductilité : Capacité d’un matériau à supporter une déformation permanente sous une charge de traction sans rupture.
• Malléabilité : Capacité d’un matériau à supporter une déformation permanente sous compression sans rupture.

Plasticité

La plasticité mesure l’aptitude d’un matériau à conserver des modifications dimensionnelles après la suppression de la contrainte qui les a provoquées (opposée à l’élasticité).

Fluage ou écoulement

C’est la mesure de la déformation d’un matériau sous une charge, qui peut être constituée par son propre poids ou un poids extérieur. Cela traduit la capacité d’étalement du matériau ou son aptitude à mouiller les surfaces.

Viscosité

C’est la résistance d’un fluide à l’écoulement uniforme et sans turbulence. Plus un produit est lourd ou épais, plus sa viscosité est grande.

Consistance

La consistance est mesurée en comprimant un volume de matériau malaxé entre deux plaques sous une force donnée. L’étalement ainsi provoqué donne une idée de la consistance, en lien avec la cohésion des parties du matériau.

Ténacité

C’est l’énergie nécessaire pour fracturer un matériau. Cette propriété rend le matériau difficile à briser.

Fragilité

C’est l’opposé de la ténacité.

Dureté

C’est la résistance d’un corps à la pénétration.

Détérioration

Elle mesure la perte des caractéristiques d’un produit en fonction du temps ou de circonstances particulières, notamment la température. Cela reflète la capacité d’un matériau à conserver ses propriétés dans le temps.

Tension superficielle

C’est une force qui s’exerce à la surface de tout corps, due aux différences d’attraction des atomes des couches superficielles. Elle s’applique aux liquides (tension superficielle) et aux solides (énergie de surface).

Dilatation thermique

C’est le changement de longueur par unité de longueur d’un matériau lorsque sa température augmente ou diminue d’un degré.

Masse volumique

Également appelée poids spécifique ou densité, c’est le rapport de la masse au volume. Ce rapport est généralement proportionnel à la viscosité.

Stabilité dimensionnelle

C’est la variation linéaire de la longueur d’une masse de matériau après prise, en fonction du temps. Par exemple, elle mesure le degré de conformité d’une empreinte avec la situation initiale dans le temps.

Proportion de mélange, volume et poids

Il s’agit de respecter le dosage volumétrique ou pondéral selon les indications du fabricant.

Durée de malaxage ou temps de préparation

C’est le temps nécessaire pour obtenir un mélange homogène.

Temps de travail

C’est la latitude permise à l’utilisateur pour effectuer les manipulations cliniques.

Temps de prise

C’est le temps nécessaire pour que le matériau atteigne sa viscosité maximale.

Reproduction de détail (fidélité)

C’est l’aptitude d’une substance à enregistrer deux points séparés par la plus petite distance possible.

Compatibilité

C’est la qualité des matériaux qui peuvent s’accorder ensemble.

Conclusion

Connaître les propriétés d’un matériau permet de maîtriser et de gérer son comportement.

Généralités sur les biomatériaux

Voici une sélection de livres:

• Odontologie conservatrice et endodontie odontologie prothètique de Kazutoyo Yasukawa (2014) Broché
• Concepts cliniques en odontologie conservatrice
• L’endodontie de A à Z: Traitement et retraitement
• Guide clinique d’odontologie
• Guide d’odontologie pédiatrique, 3e édition: La clinique par la preuve
• La photographie en odontologie: Des bases fondamentales à la clinique : objectifs, matériel et conseils pratique

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