Propriétés thermique des matériaux à usage dentaire (Biomatériaux Dentaire)

Propriétés thermique des matériaux à usage dentaire (Biomatériaux Dentaire)

Introduction

Dans les tissus dentaires, les liaisons atomiques sont de type primaire avec peu ou pas d’électrons libres, entraînant une faible conductivité thermique. Cela permet d’éviter de ressentir les chocs thermiques ainsi que la douleur qu’ils pourraient provoquer. Une grande sensibilité au chaud ou au froid peut indiquer un état normal ou pathologique. La présence de reconstitutions coronaires, souvent métalliques (comme l’amalgame), introduit des électrons libres, favorisant la conductivité thermique, ce qui peut entraîner des douleurs et parfois des atteintes pulpaires.

Caractéristiques essentielles

Conductibilité thermique

Définition

La conductibilité thermique est la propriété des corps à transporter l’énergie calorifique. Ce transport peut s’effectuer dans les solides selon trois mécanismes :

• Par les électrons (cas des métaux).
• Par les molécules (cas des solides organiques).
• Par vibration (cas des solides ioniques).

Exemples de conductibilité thermique (à titre comparatif)

• Cuivre : 326 W/m·K
• Amalgame : 23 W/m·K
• Dentine : 0,62 W/m·K
• Résine : 0,2 W/m·K
• Hydroxyde de calcium : 0,75 W/m·K
• Eugénate : 0,5 W/m·K
• Phosphate de zinc : 1,3 W/m·K

Dilatation thermique

Lorsqu’un solide est chauffé à une température inférieure à celle nécessaire pour un changement d’état, il augmente de volume. Au niveau atomique, sous l’influence de la chaleur, l’atome se déplace de sa position d’équilibre vers des positions asymétriques. Cette dilatation dépend de la force des liaisons :

• Elle est faible dans les solides ioniques, comme le plâtre et les ciments aux oxyphosphates.
• Elle est plus importante dans les solides métalliques, comme les amalgames.
• Elle est très importante dans les solides moléculaires, comme les résines et les élastomères.

Exemples de dilatation thermique

• Couronnes dentaires : 11,4 × 10⁻⁶/°C
• Amalgame : 25 × 10⁻⁶/°C
• Résines : 81 × 10⁻⁶/°C

Ces deux propriétés, conductibilité et dilatation thermique, sont des paramètres essentiels pour évaluer la tolérance et le comportement des biomatériaux.

Corrosion électrochimique

Les restaurations et prothèses métalliques dans la cavité buccale sont confrontées à un environnement corrosif. Le principal électrolyte est la salive, présente en grande quantité, suivie des fluides extracellulaires au niveau des sillons gingivo-dentaires et du sang dans les zones tissulaires enflammées ou traumatisées, qui constituent également des électrolytes agressifs.

Définition

La corrosion est une réaction chimique ou électrochimique entre un matériau, généralement un métal, et son environnement, entraînant une dégradation du matériau et de ses propriétés. Il existe trois types de corrosion :

• Corrosion chimique
• Corrosion électrochimique
• Corrosion bactérienne

Corrosion électrochimique (corrosion humide)

C’est le type de corrosion le plus courant en biomédical. Elle se produit en cas d’hétérogénéité dans le métal, l’alliage ou le milieu, formant une pile électrochimique avec une anode et une cathode :

• Anode : Électrode où se produit l’oxydation (dissolution du métal), avec passage du courant du métal vers la solution.
• Cathode : Électrode où se produit la réduction, avec passage du courant de la solution vers le métal.

Les réactions électrochimiques sont des réactions d’oxydoréduction avec transfert d’électrons. Toute réaction d’oxydoréduction comprend :

• Une réaction d’oxydation (anodique, pôle négatif) avec perte d’électrons.
• Une réaction de réduction (cathodique, pôle positif) avec gain d’électrons.

Ces deux réactions se produisent simultanément, générant un courant appelé courant de corrosion.

Principales formes de corrosion

Corrosion généralisée ou uniforme

Elle se manifeste sur toute la surface du métal à la même vitesse, entraînant une diminution régulière de l’épaisseur ou un changement de coloration (ternissement).

Corrosion localisée

• Corrosion par piqures : Piqures localisées à certains points de la surface, se développant de manière insidieuse et s’auto-propagant.
• Corrosion par crevasse : Due à une différence d’accessibilité à l’oxygène entre deux zones d’une structure métallique.
• Corrosion galvanique : Attaque de la phase la moins noble d’un alliage ou corrosion entre deux matériaux métalliques dans le même environnement.

Corrosion et dissolution sélective

Oxydation d’un composant de l’alliage, conduisant à une structure métallique poreuse.

Corrosion par frottement

Détérioration à l’interface entre des surfaces de contact.

Corrosion sous contrainte et fatigue-corrosion

Fissuration du métal résultant de l’action combinée d’une contrainte mécanique (force de traction) et d’une réaction électrochimique.

État vitreux des matériaux

Les polymères sont omniprésents en odontologie conservatrice (matériaux de reconstitution) et en prothèse (matériaux d’infrastructure cosmétiques ou à empreinte). Au contact des tissus bucco-dentaires, ces polymères doivent répondre durablement à des conditions cliniques variées.

Définitions

Monomère

Composé constitué de molécules simples pouvant réagir avec d’autres monomères pour former un polymère.

Polymère

Grande molécule constituée d’unités fondamentales appelées monomères, reliées par des liaisons covalentes (partage d’une paire d’électrons entre deux atomes).

Macromolécule

Synonyme de polymère.

Homopolymère

Macromolécule comportant des motifs monomères tous identiques.

Copolymère

Macromolécule comportant des motifs monomères de deux ou trois sortes différentes.

Types de polymères

• Naturels : Caoutchoucs, glycogène, ADN, protéines (d’origine animale ou végétale).
• Synthétiques : Polyéthylène, polypropylène, PVC, polyesters, polycarbonates, etc.

Polymères linéaires

Ils sont constitués de grandes chaînes de monomères reliées par des liaisons covalentes. Ces macromolécules sont liées entre elles par des liaisons secondaires (liaisons de Van der Waals), qui assurent la stabilité du polymère. Lorsque ces liaisons sont présentes, le matériau devient rigide et présente un comportement solide : c’est l’état vitreux.

Si la température augmente, l’agitation moléculaire rompt progressivement ces liaisons secondaires. Le matériau se ramollit et s’écroule sous son propre poids, adoptant le comportement d’un liquide visqueux. La température à laquelle cette transition se produit est appelée température de transition vitreuse.

Structure des polymères

• Chaîne covalente principale
• Liaisons secondaires
• Groupes latéraux

Conclusion

La compréhension des mécanismes de prise et de la chimie des matériaux polymères permet aux praticiens de choisir le matériau le mieux adapté à chaque cas, en connaissant leurs limites et les précautions nécessaires pour obtenir les meilleurs résultats.

Propriétés thermique des matériaux à usage dentaire (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.  

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