Les alliages dentaires

Les alliages dentaires

Introduction :

I. Définition d’un alliage dentaire

Il s’agit d’un mélange solide d’au moins deux métaux ou métalloides mutuellement solubles à l’état de fusion, obtenu par refroidissement de ces derniers jusqu’à la température ambiante.

II. Caractéristiques des alliages dentaires

• Composition :
  On parle d’un alliage binaire, ternaire ou quaternaire, selon que sa composition comporte 2, 3 ou 4 métaux, sachant que l’on peut rencontrer des alliages dentaires comportant jusqu’à 6 composants.
• Aptitude à la coulée
• Résistance à la corrosion
• Biocompatibilité
• Résistance mécanique adaptée à la fonction
• Facilité de travail au laboratoire
• Compatibilité avec les céramiques
• Aptitude au collage

III. Propriétés générales des alliages

a) Propriétés mécaniques et physiques :

a) La dureté
Elle est définie comme la résistance d’un corps opposée à une déformation sous une charge.
La dureté est mesurée en Vickers (HV).
La dureté idéale des alliages serait de 220-250HV pour les alliages à coulée, et légèrement supérieure pour les alliages supports de céramique.

b) La masse volumique (densité)
Rapport de la masse au volume.

c) Résilience
C’est l’aptitude d’un métal à ne pas se rompre par fragilité, c’est-à-dire résister aux sollicitations par choc.

d) Ductilité et malléabilité :
La ductilité est l’aptitude d’un matériau à supporter une déformation de réaction sans rupture.
La malléabilité permet de supporter une déformation permanente sous compression.

e) Rigidité et élasticité
Un corps est rigide si, sous quelque sollicitation extérieure que ce soit, il conserve sa forme et ses dimensions.
L’élasticité permet à un corps déformé de revenir à son état initial, tant qu’il n’a pas atteint sa limite d’élasticité.

f) Module d’élasticité
Il traduit la rigidité d’un matériau, il mesure la force nécessaire pour obtenir 40 % à 50 % d’allongement d’un échantillon de matériau.

g) Limite apparente d’élasticité
C’est la mesure de la plus grande contrainte qu’un alliage peut supporter. Toute déformation permanente est un échec clinique.

h) Polissage et usinage :
Permettent la transformation et la finition de la pièce coulée soit pour la rendre propre à l’émaillage, soit pour la mise en bouche.

b) Propriétés métallurgiques et thermiques

a) Intervalle de température de fusion
Il caractérise un alliage contrairement à un métal qui a une seule température de fusion. L’alliage doit être complètement liquide pour pouvoir remplir avec précision le moule en revêtement.

b) Dilatation thermique
A une température inférieure à celle du changement d’état, le solide subit une modification atomique due au chauffage.

c) Coulabilité
Aptitude d’un alliage liquide à s’écouler et à reproduire fidèlement les contours d’un moule.

d) Contraction de refroidissement
Elle découle d’une contraction de la matière qui passe d’un état désordonné (liquide) à un édifice ordonné, compact, fixé par la cristallisation de l’alliage.

c) Traitements thermiques

Traitement d’homogénéisation
Consiste à chauffer l’alliage à une température 75°C inférieure à celle de la limite inférieure du solidus pendant 30 mn et de le tremper pour le ramener à température ambiante.

Traitement de durcissement :
Il s’agit de maintenir pendant un temps donné un alliage en dessous d’une température maximale, soit par chauffage suivi d’un refroidissement lent, soit par chauffage suivi d’une trempe.

d) Propriétés biologiques

La biocompatibilité des alliages dépend de la conduction thermique, du pH, de la résistance à la corrosion, du coefficient de dilatation thermique…

e) Propriétés chimiques et électrochimiques

Corrosion
Il s’agit d’une altération progressive d’un matériau se caractérisant par une destruction localisée ou généralisée de l’alliage. Elle peut être chimique, électrochimique ou biologique due à l’activité de certaines bactéries.
La corrosion se traduit par un ternissement de la surface métallique, attaques localisées par plaques, piqures cavernes, ou généralisées, altération du goût, sensation de brûlure ou de picotements, et des métalloses qui pigmentent les gencives.

Effet galvanique
La corrosion résulte de l’interaction métal-milieu salivaire. Les ions libérés peuvent migrer vers d’autres zones métalliques, ce qui engendre des micro courants électriques.
Cet électrogalvanisme peut perturber le système neurovégétatif, causer des colorations dentaire, voire, altérer la composition de l’alliage.

IV. Les alliages précieux

Les matériaux nobles se caractérisent par une grande stabilité chimique et une importante résistance à la corrosion, on y retrouve l’or et les éléments de la mine du platine (platine, palladium, iridium, ruthénium).

A. Les alliages à haute teneur en or :

Ils sont divisés selon l’ADA en 4 types selon leur densité :

• Type I : mou (83 % d’or) pour les coulées soumises à un effort faible
• Type II : moyennement dur (78 % d’or) pour inlays et coiffes
• Type III : dur (76 % d’or) pour couronnes et intermédiaires de bridges
• Type IV : extra-dur (75 % d’or) pour les châssis métalliques

B. Alliages à faible teneur en or

Les alliages type or-palladium-argent, et les alliages or-palladium

C. Alliages palladium-argent

L’or y est pour 30 %, le palladium est le principal constituant

D. Alliages pour composés céramo-métalliques :

Constitués d’or, de platine, de palladium avec en faible quantité de fer, de l’iridium et de l’étain.

Remarque :
En raison de leur faible constitution en or, ces trois derniers groupes sont dits « alliages semiprécieux ».

Rôles des différents constituants des alliages :

• L’or : résistance à la corrosion et augmentation de la conductibilité thermique.
• Le cuivre : diminution de l’intervalle de fusion et augmentation de la résistance et de la dureté de l’alliage
• Le platine : augmentation de la résistance à la corrosion et de la dureté
• Le palladium : remplace le platine (moins cher et plus léger)
• L’argent : tempère la couleur du cuivre et augmente la conductibilité thermique
• Le zinc : utilisé en faible quantité, il augmente la fluidité et joue un rôle majeur dans le phénomène de durcissement

Propriétés des alliages précieux

• Intervalle de fusion varie de 850° à 950°C
• Les alliages d’or jouissent d’une très bonne coulabilité en particulier, les types III et IV
• La densité est augmentée, elle caractérise le poids des prothèses : une forte densité constitue une qualité lors de la coulée, mais elle s’avère être un inconvénient pour le confort du patient.
• La conductibilité thermique est importante : avantage pour la prothèse adjointe, et préjudice pour la prothèse conjointe sur dent vivante.
• La dureté est variable selon le type considéré mais elle reste faible, l’addition de platine et de palladium l’améliore
• Pour le phénomène de corrosion, il est recommandé d’homogénéiser l’alliage avant sa mise en bouche
• Les alliages d’or sont bien tolérés en bouche, ils sont biocompatibles et résistent à la corrosion en milieu salivaire
• Ductilité et malléabilité élevées

V. Les alliages non précieux

Ils remplacent de plus en plus les alliages précieux qui sont moins rigides et plus onéreux

A. Le chrome-cobalt

Improprement désigné sous le nom commercial de stellite, ils sont essentiellement destinés à la confection de châssis métalliques en prothèse adjointe.

Chimiquement, ce sont essentiellement des alliages à base de cobalt soit :

• Ternaires : chrome-cobalt-molybdène (classiques)
• Quaternaires : chrome-cobalt-nickel-molybdène (alliages récents)
  Auxquels sont ajoutés différents éléments en faibles quantités pour en modifier les propriétés

1) Propriétés

• Masse volumique : responsable de sa légèreté, elle est de l’ordre de 8 à 8.5 g/cm³
• Température de fusion : intervalle de fusion élevé (1250°-1400°C)
• Bonne résistance mécanique à la rupture
• Bonne rigidité sous faibles épaisseurs
• Bonne tolérance biologique et bonne résistance à la corrosion dans le milieu buccal
• Inconvénients : risque de se fracturer lors du pliage

B. Le nickel-chrome

Alliage inoxydable dérivé des super alliages industriels, ils sont utilisés en prothèse conjointe pour constructions simples ou complexes, et ce, pour leurs excellentes propriétés mécaniques et leur bonne tolérance biologique

Chimiquement ce sont soit :

• Des alliages nickel-fer avec additions mineures de manganèse, de bore, de silicium et de carbone
• Les alliages nickel-chrome plus riches en nickel avec adjonction d’aluminium et de molybdène en proportions relativement importantes

1. Composition :

• Nickel 60 à 80 %
• Chrome 10 à 25 %
• Fer 10 à 12 %
• Molybdène, cobalt, aluminium

2. Propriétés

• Masse volumique : 8 g/cm³
• Intervalle de fusion : 1050 à 1100°C
• Conductibilité thermique inférieure à celle des alliages d’or
• Module d’élasticité deux fois supérieur à celui des alliages d’or, d’où une rigidité remarquable (indiqué pour les longues travées de bridges)
• Bonne résistance à la corrosion
• Non toxiques, mais la présence de nickel peut causer des allergies

Remarque :
Le chlore à usage domestique attaque les alliages qui contiennent du chrome : ne pas nettoyer les prothèses avec de l’eau de javel.

VI. Les alliages de Titane

Le titane est employé en odontologie est soit « pur », il présente des éléments incorporés tel que l’oxygène, le fer, le carbone, l’azote et l’hydrogène à de faibles proportions ; soit, il est « allié » comportant des quantités plus importantes d’aluminium, vanadium, palladium, nickel ou même cuivre.

Propriétés :

• Masse spécifique faible (4.5 g/cm³)
• Point de fusion élevé 1720°C
• Une conduction thermique inférieure aux autres alliages utilisés en prothèse.
• La dureté est comparable à celle des alliages précieux
• Coefficient d’expansion thermique particulièrement bas
• Bonne résistance à la corrosion (diminuée par la présence de fluorures en milieu acide, et par la rugosité)
• Le titane et ses alliages ont une bonne biocompatibilité

Mise en œuvre
Les trois principes de mise en œuvre du titane sont la coulée, l’usinage et l’électroérosion.
Pour la coulée du titane, fortement réactif à haute température, le liant phosphate est remplacé par de la magnésie ou de l’alumine. Il est nécessaire de travailler sous vide. Et d’injecter le métal sous pression, car il a une faible densité.

Les alliages dentaires

  La prévention carieuse repose sur une éducation efficace du patient et un suivi régulier.
Une anamnèse détaillée permet d’éviter de nombreux pièges diagnostiques en pratique quotidienne.
La gestion du stress pré-opératoire améliore significativement l’expérience du patient.
Les matériaux biocompatibles modernes offrent des alternatives intéressantes aux restaurations traditionnelles.
Une bonne ergonomie de travail protège le praticien des troubles musculo-squelettiques.
L’implantologie requiert une planification rigoureuse et une maîtrise de l’ostéintégration.
L’approche multidisciplinaire devient incontournable pour les cas complexes de réhabilitation orale.
 

Les alliages dentaires