Matériaux=longévité ?

Aujourd’hui, il existe plusieurs matériaux pour les piliers implantaires, à savoir : - le titane ;

- l’alumine ; - la zircone ;

- les alliages précieux et semi-précieux.

Tableau 2: Propriétés des différents matériaux. Illustration Hannisch & coll., 2003. Stratégie Prothétique.

a) Le titane

Deux principales raisons ont fait que l’utilisation du titane s’est développée en dentisterie: l’essor de l’implantologie et l’intérêt actuel pour les matériaux biocompatibles.

55 | P a g e Les propriétés physiques du titane le différencient nettement des autres matériaux:

- densité faible (4,5) ;

- température de fusion élevée (1670°C) ;

- conductivité thermique faible (21,6 W/mK) ; - coefficient de dilatation thermique faible ; - amagnétique.

Le titane a une densité de 40% inférieure à celle des aciers en carbone. Ses nombreuses qualités lui ont permis de s’imposer comme matériau de pointe en dentisterie, notamment grâce à son faible poids, sa faible conductivité thermique (14 fois moins que l’or) ou encore son absence de goût.

 Propriétés mécaniques

Le module d’élasticité de Young du titane est faible (100 GPa) par rapport aux alliages non précieux (de 177 à 220 GPa). Sa raideur est comparable à celle des alliages précieux. La limite élastique, particulièrement favorable dans le cas du titane (de 350 MPa à 1 GPa selon l’alliage concerné) traduit la capacité de l’alliage à résister aux forces auxquelles il est soumis sans subir de déformation permanente. La résistance mécanique du titane peut être accentuée par addition d’éléments d’alliages tels que l’aluminium (Al) ou le vanadium (V).

Le titane est le matériau le plus utilisé dans le monde pour l’implantologie. Sa biocompatibilité n’est plus à prouver, ainsi que ces qualités mécaniques. De plus, la découverte et l’utilisation de nouveaux alliages successifs (T40, T60, TA6V) ont rendu possible l’utilisation de ce matériau dans les cas biomécaniques les plus complexes. Suite à la demande esthétique de plus en plus grande, le titane n’était plus le matériau de choix. La coloration grisâtre de la gencive marginale soutenue par le pilier titane rendait nécessaire l’utilisation de nouveaux matériaux.

b) L’alumine

L’alumine fait partie de la famille des céramiques, plus précisément des céramiques alumineuses. Elles sont monophasées, ce qui donne un rendu moins esthétique que les céramiques vitreuses qui sont pluriphasées, mais leurs donnent une plus grande rigidité.

56 | P a g e Les propriétés de l’alumine sont intéressantes (Prestipino and Ingbert, 1993). La résistance à la flexion de l'alumine atteint 547 MPa et sa ténacité à la rupture est de 3,55 MPa (Andersson and coll., 1998 ; Lüthy, 1996). Des études in vitro ont montré une résistance élevée à la rupture (McGlumphy and coll., 1992). Dans des études cliniques, des fractures ont été observées chez 7% des couronnes unitaires sur implants et 1,9 % des prothèses implanto-portées en général (Andersson and coll., 2001 ; Andersson and coll., 2003).

En dépit de ses avantages esthétiques (indice de réfraction lumineuse plus faible que la zircone), ce matériau a été progressivement abandonné avec l’introduction de la zircone dans les piliers implantaires, beaucoup plus résistante d’un point de vue biomécanique.

c) La zircone

Elle a été développée en 1996. Elle découle de l’alumine. L´utilisation de l´oxyde de zirconium (ZrO2) comme l´alumine (Al2O3) trouve son origine en orthopédie. En raison de bons résultats cliniques pour les prothèses de hanche, ce matériau a été également pris en compte en dentisterie. Elle fait partie de la même famille de céramique mais sa composition lui donne des propriétés physiques supérieures, à savoir une résistance à la flexion allant jusqu’à 1500 MPa. De là, elle fut considérée comme le pendant du titane mais pour une utilisation esthétique.

De par ses valeurs élevées de résistance, l´oxyde de zirconium possède des propriétés permettant de réaliser des armatures pour couronnes et bridges et des piliers fins. Les premiers résultats concernant l´utilisation de l´oxyde de zirconium pour des bridges ont été très prometteurs, cependant au fil des années on constate une fragilité par fatigue amenant la rupture dans le cas d’armatures complètes en zircone. Elle n’est pas ductile, elle passe donc de la flexion (phase élastique) à la fracture de manière brutale.

La zircone se présente sous trois états en fonction de la température :

 état monoclinique à une température ambiante ;

 état tétragonal ou métastable à une température de 1700°C ;

57 | P a g e La zircone possède ses meilleures propriétés pour l’usage dentaire en étant à l’état métastable. Cet état est le résultat du passage de l’état monoclinique à l’état métastable par augmentation de la température de 1700°C. Cet état n’est pas stable à température ambiante (passage de nouveau à l’état monoclinique). Pour qu’il le soit, il faut ajouter des additifs ; parmi eux, l’oxyde d’yttrium. Ceci va avoir pour conséquence une augmentation du volume total de 3 à 4 % lors du retour à une température ambiante.

Parmi toutes les céramiques, la zircone a un atout majeur : la ténacité. Cette propriété va lui permettre de mieux résister aux cycles de mastications que les autres céramiques. Lors d’un apport d’énergie, par exemple la formation d’une fissure à la surface du matériau, cette énergie va permettre le passage instantané de l’état tétragonal à celui monoclonal stable thermodynamiquement. Ainsi l’énergie de la fissure est absorbée et cette dernière est stoppée. Mais quand le phénomène est arrivé à son terme, que le matériau n’est présent qu’à l’état monoclonal, il n’y a plus de moyen de stopper les fissures, amenant à la rupture du matériau par la suite. Ces fissures seront responsables des fractures futures par leur agrandissement suite à la fatigue.

d) Alliages précieux

Ces alliages sont à base d’or. Ils sont utilisés pour les piliers UCLA. Etant donné leur nature métallique, ils possèdent les mêmes capacités de ductilité et donc les mêmes réactions sous la contrainte. Cependant, l’or est moins résistant que le titane, ils possèdent donc des propriétés moins intéressantes que le titane.