Évaluation de l’effet de Streptococcus mutans sur la
qualité du fini de surface de matériaux dentaires de
restauration
Mémoire
François Veilleux
Maîtrise en sciences dentaires (parodontie)
Maître ès sciences (M. Sc.)
Évaluation de l’effet de Streptococcus mutans sur la
qualité du fini de surface de matériaux dentaires de
restauration
Mémoire
François Veilleux
Sous la direction de :
Résumé
Objectif : Évaluer l’impact de l’exposition d’un biofilm de Streptococcus mutans
(S. mutans) pendant une période de 28 jours sur la rugosité de surface de matériaux de restauration dentaire.
Matériel et méthode : Les matériaux testés étaient : six résines composites (fluide,
bulk-fill fluide, microparticules, nanoparticules, microhybride et nanohybride), un verre ionomère conventionnel, un verre ionomère modifié à la résine, de l’amalgame, du disilicate de lithium et de la porcelaine feldspathique renforcie de cristaux de nanoleucite. Cent soixante-dix-sept disques de 5 mm de diamètre par 2 mm d’épaisseur ont été fabriqués et polis selon une méthode standardisée. Des répliques ont été fabriquées puis réservées pour les mesures de rugosité. Les échantillons ont été stérilisés puis placés dans un milieu de culture pendant 28 jours, avec S. mutans pour les groupes tests et sans S. mutans pour leurs contrôles. Le milieu de culture a été renouvelé toutes les 48 heures. De nouvelles répliques des échantillons ont été fabriquées. Finalement, la rugosité de la surface avant et après l’exposition au biofilm a été évaluée sur les répliques à l’aide d’un profilomètre. Les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide d’un modèle d’analyse de variance à deux facteurs.
Résultats : Aucune différence statistiquement significative n’a été notée entre la rugosité
initiale et finale des groupes tests et des groupes contrôles (p < 0,05).
Conclusion : Dans les limites de cette étude in vitro, l’exposition à un biofilm de S. mutans
Abstract
Aims : To evaluate the effect on surface roughness of a 28-day exposure of restorative
dental materials to Streptococcus mutans (S. mutans).
Material and methods : Materials tested were six types of composite resin (fluid, bulk-fill
flowable, microfilled, nanofilled, microhybrid and nanohybrid), conventionnal glass ionomer, resin modified glass ionomer, amalgam, lithium disilicate and nanoleucite reinforced porcelain. One hundred seventy seven discs of 5 mm diameter by 2 mm thickness were made and polished according to a standardized method. Replicas were made for roughness measurements. Specimens were then sterilized and exposed to a growth medium with or without S. mutans for 28 days. Growth medium was renewed every 48 hours. New replicas of the samples were made. Finally, the surface roughness before and after exposure was evaluated on replicas using a profilometer. Statistical analysis was performed using 2-way ANOVA.
Results : No statistically significant differences were observed between the initial and final
roughness for both the test and the control groups (p < 0,05).
Conclusion : Within the limits of this in vitro study, exposure to a S. mutans biofilm for a
Table des matières
Résumé ... iii
Abstract ... iv
Table des matières ... v
Liste des tableaux ... viii
Liste des figures ... ix
Liste des abréviations, sigles et symboles ... x
Remerciements ... xii
CHAPITRE 1 ... 1
Introduction ... 1
Les tissus buccaux ... 1
Les dents ... 1 Le parodonte ... 3 La plaque dentaire ... 4 Composition ... 5 Formation ... 6 Virulence ... 7 Maladies parodontales ... 8
Carie dentaire et récidive de carie... 9
Streptococcus mutans ... 10
Les biomatériaux dentaires ... 11
Les types de biomatériaux dentaires ... 11
Les matériaux de restauration directs ... 12
L’amalgame dentaire ... 12
Classification des amalgames ... 12
Usage ... 13
Les résines composites ... 13
Composition ... 13 Matrice organique ... 14 Particules de charge ... 14 Agent couplant ... 14 Initiateur ... 15 Classification ... 15
Résines composites à macroparticules ... 16
Résines composites à microparticules ... 16
Résines composites hybrides ... 16
Résines composites microhybrides ... 17
Résines composites nanohybrides ... 17
Résines composites à nanoparticules ... 17
Résines composites bulk-fill ... 17
Polymérisation ... 18
Les verres ionomères ... 18
Verre ionomère modifié à la résine ... 19
Les matériaux de restauration indirects ... 20
Les alliages ... 20
Alliages nobles ... 20
Alliages de métaux de base ... 20
Les porcelaines dentaires ... 21
Utilisation... 21
Méthode de fabrication ... 21
Types de céramique dentaire ... 21
Céramiques principalement constituées de verre ... 22
Vitro-céramiques ... 22
Céramiques polycristallines ... 23
Principales causes d’échec des restaurations dentaires ... 23
Restaurations directes ... 23
Restaurations indirectes ... 24
Le fini de surface des matériaux de restauration ... 25
Altération du fini de surface des matériaux de restauration ... 26
Méthodes d’analyse du fini de surface des matériaux de restauration ... 28
Problématique ... 28 Hypothèse de travail ... 30 Objectifs du projet ... 31 CHAPITRE 2 ... 32 Matériel et méthode ... 32 Matériaux à l’étude ... 32
Design général de l’étude... 32
Préparation des moules ... 33
Préparation des échantillons ... 33
Résines composites ... 33
Verres ionomères ... 34
Amalgame ... 35
Disilicate de lithium pressé ... 35
Porcelaine feldspathique renforcie de nanoleucite ... 36
Polissage des échantillons ... 36
Fabrication des répliques ... 37
Stérilisation ... 38
Mise en culture ... 39
Fabrication des répliques finales ... 41
Analyses de rugosité ... 41
Analyses statistiques ... 42
CHAPITRE 3 ... 44
Résultats ... 44
Échantillons mis en culture ... 44
Moyennes des rugosités initiale et finale ... 45
Analyses statistiques des données obtenues ... 45
CHAPITRE 4 ... 48
Développement du protocole ... 48
Préparation des moules et échantillons ... 48
Polissage des échantillons ... 49
Fabrication des répliques ... 50
Stérilisation ... 50
Mise en culture... 52
Analyses de rugosité ... 52
Analyse des résultats ... 53
Rugosité initiale des échantillons ... 53
Modification du fini de surface ... 53
Considération clinique ... 55
Suggestions de recherches futures ... 56
CHAPITRE 5 ... 57
Conclusion ... 57
Liste des tableaux
Tableau 1 : Classification des résines composites selon la taille des particules inorganiques
... 16
Tableau 2 : Classification des types de porcelaines dentaires selon leur composition ... 22 Tableau 3 : Procédés physiques et chimiques pouvant altérer les matériaux de restauration
dentaire ... 26
Tableau 4 : Rugosité des matériaux de restauration en fonction du traitement ... 28 Tableau 5 : Temps de polissage en secondes (s) selon le type de matériau et le grain de
sablage ... 37
Tableau 6 : Paramètres d’analyse des échantillons ... 42 Tableau 7 : Répartition des échantillons ... 44 Tableau 8 : Moyenne et écart-type des rugosités initiales et finales pour chaque matériau et
chaque groupe ... 45
Tableau 9 : Table d’analyse de la variance ... 46 Tableau 10 : Comparaison deux à deux des différences de moyenne de rugosité entre le
matériaux testés ... 47
Tableau 11 : Comparaison du fini de surface obtenu par le polissage des matériaux étudiés
avec celui d’autres études ... 54
Liste des figures
Figure 1. Anatomie de la dent et du parodonte ... 2
Figure 2. Ordre d’apparition des organismes de la plaque ... 6
Figure 3. Représentation schématique des trois classes de céramiques dentaires ... 23
Figure 4. Modification du fini de surface de trois types de résines composites ... 29
Figure 5. Représentation des divergences entre le tracé de la pointe de lecture et la surface ... 30
Figure 6. Moule pour la fabrication des échantillons et le polissage... 34
Figure 7. Éléments utilisés pour la fabrication des répliques ... 39
Figure 8. Milieu de culture présentant une contamination ... 40
Figure 9. Direction de prise de mesure sur les échantillons ... 42
Figure 10. Technique de mesure de rugosité de surface ... 43
Liste des abréviations, sigles et symboles
°C Degré Celsius
AM Amalgame (Dispersalloy, Dentsply, Milford, DE, USA) BF Filtek Bulk Fill Flowable (3M ESPE, St-Paul, MN, USA) BHI Brain heart infusion
BHI modifié BHI avec bacitracine Cont* Contrôle
DUR Durafill VS (Heraeus Kulzer, Hanau, Germany)
EM IPS e.max Press (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein, Allemagne)
EX Esthet-X (Dentsply)
FL Tetric Evoflow (Ivoclar Vivadent) FS Filtek Supreme Ultra (3M ESPE)
g Gramme
Hz Hertz
II Fuji II LC (GC Corporation, Tokyo, Japon) IX Fuji IX (GC Corporation)
mN Millinewton ml Millilitre mm Millimètre
mW/cm2 Milliwatt par centimètre carré
N Newton
Nd Non disponible nm Nanomètre
PF Porcelaine Reflex (Wieland Dental, Pforzheim, Germany) Ra Moyenne de rugosité de surface
s Seconde
S. mutans Streptococcus mutans sp. Espèce
TEGDMA Triéthylène glycol diméthacrylate U Unité enzymatique
UDMA Uréthane diméthacrylate
VD Venus Diamond (Heraeus Kulzer) μm Micromètre
Remerciements
La réalisation de ce mémoire a été possible grâce à la contribution de nombreuses personnes et je me dois de leur exprimer ma reconnaissance.
Tout d’abord, à la directrice de ce mémoire, Dre Laurie St-Pierre, pour m’avoir ouvert les portes de son laboratoire, pour sa grande patience, sa disponibilité et sa compréhension. Merci aux membres de mon comité d’encadrement, Dre Fatiha Chandad, Dre Cathia Bergeron et Dr Denis Robert, pour leurs conseils et leur support tant technique que moral au cours de ce projet.
Merci à madame Hélène Crépeau pour l’analyse statistique des données obtenues. À mes parents, merci pour les attentions, le support et de m’avoir porté dans vos prières. Et finalement, merci à ma conjointe Anne-France pour son support infini, ses encouragements et les nombreuses heures passées avec les enfants.
Ce projet a été rendu possible grâce à la contribution financière du Fonds Émile-Beaulieu et du Réseau de Recherche en Santé Buccodentaire Osseuse.
CHAPITRE 1
Introduction
Les tissus buccaux
Les dents
Au moment de la naissance, la cavité buccale est essentiellement composée de tissus muqueux. Ce n’est, en moyenne, que vers le 6e mois de vie que la première dent fait éruption. Une séquence d’éruption et d’exfoliation dentaire est alors entamée et se termine vers l’âge de 20 ans avec l’éruption des 3e molaires permanentes. Dans une dentition adulte normale, les dents sont au nombre de 32 [1,2].
La dent est constituée de deux parties distinctes. La composante normalement visible et exposée dans la cavité buccale est nommée couronne et la partie assurant l’implantation dans l’os est la racine (Figure 1). Chacune de ces deux parties est constituée de trois composantes anatomiques. À l’extérieur, la couronne est recouverte d’émail et la racine est recouverte de cément. Le cément est considéré comme une composante du parodonte et sera discuté dans cette partie. Sous l’émail et le cément, on retrouve de la dentine et finalement, en son centre, la dent contient la pulpe dentaire [2].
L’émail est une structure non vitale et non innervée. L’émail est constitué à 96 % en poids de matière inorganique hautement minéralisée, 4 % de matière organique et moins de 1 % d’eau. Cette structure cristalline, principalement constituée d’hydroxyapatite, est produite avant l’éruption de la dent par des cellules d’origine épithéliale appelées les améloblastes. La minéralisation de l’émail rend ce dernier résistant aux forces masticatoires et aux acides des aliments et des bactéries. Par contre, lorsqu’un niveau de stress est atteint,
l’émail peut se fracturer ou se déminéraliser. L’émail recouvre une structure plus flexible, la dentine, qui augmente la résistance à la fracture [2].
Figure 1. Anatomie de la dent et du parodonte
La dent est composée de l’émail, de la dentine et de la pulpe. Le parodonte est composé du cément, du ligament parodontal, de l’os alvéolaire et de la gencive (Adaptée de Blausen gallery [3]).
La dentine est la composante majeure de la dent. Également composée de cristaux d’hydroxyapatite, la dentine est toutefois moins minéralisée et plus organique. En effet, seulement 70 % de sa structure pondérale est inorganique et minéralisée, ce qui la rend plus élastique. La composante organique est principalement le collagène de type I constituant 20 % de son poids et finalement, elle comprend 10 % d’eau. La dentine est caractérisée par sa structure interne composée de multiples petits tubules renfermant les projections cytoplasmiques des odontoblastes (Figure 1). Ces cellules, bordant la face interne de la dentine, ont contribué à sa formation et sont impliquées dans sa réparation. Elles constituent la frontière avec la pulpe dentaire [2].
La pulpe dentaire est la principale composante organique de la dent. Elle se retrouve dans une cavité au sein de la dent. Les fonctions de la pulpe dentaire sont la formation et la
réparation de la dentine par les odontoblastes qui la bordent, mais elle joue également un rôle nutritionnel par ses vaisseaux sanguins et un rôle protecteur et sensitif par les fibres nerveuses qui la composent [2].
Le parodonte
Le parodonte est constitué de l’ensemble des tissus qui servent à soutenir la dent. Il est composé du cément, de la gencive, du ligament parodontal et de l’os alvéolaire (Figure 1). L’os alvéolaire se divise en deux parties, soit l’os alvéolaire propre et le procès alvéolaire. Les fonctions principales du parodonte sont de maintenir la dent en place et d’assurer l’intégrité de la muqueuse masticatoire [4]. Le parodonte peut être affecté par une multitude de pathologies d’origine bactériennes, virales et systémiques [5], mais la plaque dentaire est reconnue comme un facteur étiologique majeur des maladies l’affectant [6].
Le cément recouvre normalement toute la dentine radiculaire. Il est également constitué de cristaux d’hydroxyapatite et sa teneur minérale varie selon le type de cément, soit le cément acellulaire ou le cément cellulaire. Le cément acellulaire est formé avant l’éruption de la dent et se retrouve dans la portion proximale de la couronne alors que le cément cellulaire est formé à la suite de l’éruption de la dent et se retrouve plus près de l’apex. La composante cellulaire est constituée de cémentoblastes, cellules responsables de la formation du cément. Le rôle du cément est d’assurer le lien entre le ligament parodontal et la dentine. À cette fin, le cément est fermement attaché à la dentine par des interdigitations minéralisées [2].
La principale composante fonctionnelle du ligament parodontal est constituée par un ensemble de faisceaux de fibres de collagène de type I s’étendant de l’os alvéolaire propre vers le cément. L’orientation de ces fibres varie en fonction de leur localisation autour de la dent. L’espace dans lequel ces fibres se retrouvent est riche en matrice extracellulaire et en composantes cellulaires. Nous y retrouvons entre autres des fibroblastes qui permettent le renouvèlement des fibres de collagène, des vaisseaux sanguins qui nourrissent les cellules du ligament et de la pulpe dentaire, ainsi que des terminaisons nerveuses qui servent à la perception sensorielle lors de la mastication. Les fibres de collagène du ligament parodontal
sont fixées au cément et à l’os alvéolaire propre par une minéralisation au sein de ces structures calcifiées. Ces fibres minéralisées sont appelées fibres de Sharpey [2].
Le procès alvéolaire est constitué de deux plaques corticales entre lesquelles se trouve de l’os spongieux. La partie supportant le ligament parodontal est appelée os alvéolaire propre. Il s’agit d’un os dense et clairsemé de nombreux petits orifices permettant le passage des vaisseaux sanguins et des nerfs. Il est constamment en processus de renouvèlement et d’adaptation aux forces masticatoires et aux mouvements dentaires, ce qui explique qu’il est composé autant d’os mature que d’os néoformé. Nous pouvons également y retrouver les fibres de collagène du ligament parodontal qui y sont imbriquées par leur minéralisation [2].
La plaque dentaire
Bien que stérile lors de la période intra-utérine, la cavité buccale devient colonisée par une flore bactérienne dès le moment de la naissance [7]. Les bactéries colonisant la bouche proviennent d’origines diverses, mais pour certaines bactéries telles Streptococcus
mutans (S. mutans) [8,9] et Aggregatibacter actinomycetemcomitans [10], la provenance principale est celle de la bouche de la mère.
Le passage des aliments, de la salive, du liquide gingival et des gaz de la respiration apporte une source continue de nutriments et un niveau d’humidité propice à la survie bactérienne [4,11]. Une desquamation continue des surfaces muqueuses [4] ainsi que l’action des forces de délogement telles que le passage des aliments, la déglutition, les mesures d’hygiène et l’action de la langue [12] préviennent l’accumulation d’une quantité trop grande de microorganismes. Les dents n’ayant pas cette capacité de desquamation, sont propices à l’accumulation et à l’organisation du microbiote [4]. Ce phénomène se traduit par la formation d’un biofilm, qui se définit par l’organisation de plusieurs colonies de microorganismes de même espèce ou d’espèces différentes dans une matrice extracellulaire, reliées par des canaux hydriques acellulaires [13] sur une surface stable [4,11]. Lorsqu’organisés en biofilm, les microorganismes possèdent un métabolisme distinct de celui de leur forme planctonique [14,15], caractérisé par la production accrue d’exopolymères favorisant la formation d’une matrice organique. De plus, une communication entre les
bactéries, par la sécrétion de peptides, se produit lorsqu’une densité critique est atteinte, appelée quorum sensing, influençant l’expression des gènes. L’organisation en biofilm permet aux différentes espèces bactériennes de se protéger des mécanismes de défense chimiques et physiques de la cavité buccale. De plus, un mutualisme se met en place en facilitant le partage de nutriments et de l’activité métabolique [14].
Lorsque le biofilm se constitue sur la structure dentaire, il est nommé plaque dentaire [4,15] ou plaque bactérienne [4]. La plaque dentaire est un biofilm complexe dans lequel plusieurs centaines d’espèces de microorganismes ont été isolées [4,14,15]. Parmi celles-ci, les espèces prédominantes sont Actinomyces sp., Aggregatibacter sp., Fusobacterium sp., Neisseria sp.,
Porphyromonas sp., Streptococcus sp. et Veillonella sp. [15], mais la proportion de chacune de ces familles varie selon le site et la maturité de la plaque [4,17]. On retrouve environ 4 X 1010 organismes par gramme de plaque dentaire [11]. Sur des modèles animaux stériles, il a été démontré que l’absence de bactéries est synonyme de santé dentaire et gingivale optimale [4]. La plaque dentaire est donc essentielle au développement de certaines pathologies affectant la cavité buccale telles que la carie dentaire [18] et la parodontite [4].
Composition
Le biofilm est une structure complexe avec une composante cellulaire et une matrice. La composante cellulaire représente plus de 70 % de sa composition pondérale alors que la masse restante (30 %) est constituée de la matrice extracellulaire qui sert de structure, mais également de réserve en sucre [19]. Sa structure révèle la présence de canaux qui permettent le transport des nutriments et des déchets au sein de cette matrice [17,19].
La composante cellulaire du biofilm dentaire est variable, car un grand nombre d’espèces bactériennes y a été observé [9,19–21]. De plus, le type de bactéries présentes évolue au fil de la maturation de la plaque. Initialement, les espèces colonisatrices de la surface des dents sont majoritairement des membres de la famille des Streptococcus, puis la proportion des espèces Actinomyces augmente. Lorsque la plaque devient mature, la proportion des filaments à Gram négatif anaérobies augmente [17]. Un modèle de maturation de la plaque dentaire a été proposé par Socransky et coll. [22] avec les colonisateurs précoces et les colonisateurs tardifs (Figure 2). Les caractéristiques du milieu peuvent également avoir un
impact sur la composition bactérienne de la plaque. Il a été noté qu’un milieu souvent exposé à des sucres favorisera des bactéries acidophiles, dont S. mutans [9].
Figure 2. Ordre d’apparition des organismes de la plaque
Les organismes faisant partie des groupes bleu, pourpre, vert et jaune sont les premiers colonisateurs, suivi par le groupe orange puis jaune (Adaptée de Socransky et Haffajee [23]).
Formation
Dès qu’une surface dentaire se retrouve libérée de son biofilm par des mesures d’hygiène, le processus de formation de la plaque dentaire recommence. La première étape s’effectue lorsque la salive entre en contact avec la substance dentaire. Les substances hydrophobes et les macromolécules contenues dans la salive formeront, par adsorption, un film appelé pellicule exogène acquise [4]. Cette pellicule favorise l’adhésion bactérienne [4,19] en modifiant la charge électrique et l’énergie de surface. Elle permet donc aux pionniers de la formation de la plaque dentaire, des coques à Gram positif anaérobies facultatifs, de s’attacher [4] via une attraction physicochimique par la combinaison de forces de Van der Waals et de forces électrochimiques. Lorsqu’il y a présence d’irrégularités de surface telles que des puits, des fissures ou des sillons, l’attache initiale est facilitée par la protection physique offerte par ces structures [12]. Les membres du genre Streptococcus, dont principalement Streptococcus sanguis [14,17] et des Actinomyces [24], adhèreront les premiers
à la pellicule exogène. S. mutans s’ajoutera graduellement par un phénomène de co-adhésion interbactérienne à l’aide de glucans insolubles [14,17]. La proportion des bâtonnets à Gram positif du genre Actynomyces, initialement présents en faible proportion, augmentera graduellement. Les récepteurs membranaires des bactéries présentes permettront finalement à des bactéries Gram négatives de s’attacher alors qu’elles ont peu d’affinité pour la pellicule exogène acquise. Dès ce moment, l’hétérogénéité de la plaque augmente et la proportion de bactéries Gram négatives s’accentue [4]. L’augmentation de la population bactérienne crée des carences nutritionnelles au sein de la plaque, ce qui entraîne certaines bactéries ou certains groupes de bactéries à se détacher et ainsi aller coloniser d’autres sites [19].
Virulence
L’organisation des bactéries en biofilm leur permet de survivre dans un environnement hostile en modifiant leur activité métabolique. Cette capacité de coloniser des surfaces stables permet une interaction directe entre le corps humain et le biofilm pouvant avoir un impact sur la santé humaine en causant des infections. Parmi celles-ci, nous pouvons mentionner les infections de prothèses médicales implantées telles que les cathéters, les valves cardiaques artificielles, les stimulateurs cardiaques et les prothèses articulaires [25]. Au niveau de la cavité buccale, le biofilm est considéré comme le principal agent étiologique de la carie et de la maladie parodontale par l’action directe de ses produits métaboliques sur la dent et sur le parodonte, mais aussi par l’activation du système immunitaire via la production de facteurs immunochimiques [26]. Le mécanisme par lequel une plaque dentaire inoffensive devient pathologique n’est pas complètement élucidé. Différentes hypothèses ont été proposées commençant par celle de la plaque non spécifique où la quantité de plaque pourrait avoir un impact sur la santé dentaire. Plus tard, l’hypothèse de la plaque dentaire spécifique a été proposée stipulant que ce n’est pas la quantité de plaque qui cause la maladie, mais plutôt les types de bactéries présentes. Une modification a été proposée plus tard dans l’hypothèse de la plaque écologique qui consiste en une plaque qui devient graduellement pathologique en réponse à des facteurs locaux spécifiques à l’hôte. Finalement, l’hypothèse des pathogènes clés propose que certains
pathogènes, même s’ils sont présents en très faible quantité, puissent causer une réponse immunitaire et modifier la quantité et la composition de la plaque dentaire [27].
Maladies parodontales
Le terme maladies parodontales, dans son sens large, comprend une série de problèmes affectant le parodonte et ayant des causes multiples telles que les lésions d’origines virale ou fongique, les réactions allergiques et les désordres muco-cutanés [5]. Par contre, dans son sens réduit, il comprend deux types de maladies soit la gingivite et la parodontite. Ces maladies sont en fait une inflammation des tissus mous entourant les dents, causée par une réponse immunitaire à la présence de bactéries présentes dans la plaque dentaire [28]. En effet, les bactéries sont considérées comme indispensables au développement de la parodontite [4].
Il est considéré que la parodontite est une maladie rencontrée en continuum de la gingivite lorsque les bactéries ont la possibilité de s’accumuler sur la dent. Page et Schroeder [29] ont publié en 1976 une étude sur les caractéristiques de la gingivite menant vers la parodontite. Selon ces auteurs, une lésion initiale apparait de 2 à 4 jours après la cessation de l’hygiène dentaire. Ainsi, à la suite de cette période, l’accumulation de la plaque cause une dilatation des vaisseaux sanguins et une dégradation du collagène dans le tissu conjonctif. De plus, une augmentation de la migration des leucocytes vers le sulcus et une augmentation du débit du liquide créviculaire en réponse à la menace bactérienne sont observées. L’étape suivante, appelée lésion débutante, apparait entre 4 et 7 jours d’accumulation de plaque. Durant cette période, les signes rencontrés augmentent en intensité, mais on peut également noter une prolifération des cellules basales de l’épithélium fixées à la dent. La lésion établie, quant à elle, survient 1 à 2 semaines plus tard. Les leucocytes ont graduellement été remplacés par des plasmocytes. Il y a également une dégradation progressive du tissu conjonctif et une présence de tissu cicatriciel. L’épithélium s’attachant à la dent a tendance à migrer apicalement, ce qui augmente la profondeur de la poche parodontale. À cette étape, aucune destruction osseuse n’a lieu et cette lésion peut se stabiliser chez certaines personnes alors que pour d’autres individus, elle évoluera vers la lésion avancée appelée parodontite. Aussi à cette étape finale, l’inflammation et la destruction du collagène
s’étendront en direction latérale et apicale, causant une destruction de l’os alvéolaire supportant la dent.
Contrairement à la carie dentaire où la destruction de la dent s’effectue par une action des métabolites bactériens, la maladie parodontale se développe par une action directe et indirecte des bactéries. En effet, les bactéries impliquées dans la maladie parodontale ont un impact direct sur les tissus par l’action d’enzymes et de toxines. De plus, la réponse immunitaire de l’hôte augmentera le phénomène de destruction par la production de molécules inflammatoires telles que des protéases [28]. Cette capacité d’induire la réponse immunitaire de l’hôte est principalement attribuée aux bactéries anaérobies à Gram négatif, c’est-à-dire des colonisateurs tardifs du biofilm dentaire (Figure 2) [21,28].
De plus, la plaque dentaire peut se minéraliser et former des dépôts durs appelés tartre. La surface irrégulière favorise l’adhésion de biofilm supplémentaire et garde les bactéries en contact direct avec la gencive, ce qui favorise l’action des produits bactériens [26].
Carie dentaire et récidive de carie
La carie dentaire est une maladie complexe et multifactorielle entrainant une déminéralisation de l’émail de la dent qui peut s’étendre dans la dentine et même jusque dans la pulpe. Cette dissolution s’effectue par l’action d’acides produits par le métabolisme bactérien des hydrates de carbone [9,11]. Les caries apparaissent le plus souvent dans les puits et les fissures des dents, mais également au niveau des surfaces lisses interproximales et au collet des dents [9]. Bien que plusieurs facteurs de risque soient impliqués dans la carie dentaire, les bactéries sont nécessaires à son développement. Sur des modèles animaux, il a été démontré que les dents des animaux stériles ne développeront pas de carie malgré une alimentation cariogénique [11].
Aucune bactérie seule ne satisfait les postulats de Koch pour la carie dentaire, car il s’agit plutôt d’une étiologie multibactérienne [24]. Par contre, S. mutans semblerait être associé aux caries de puits et fissures alors que Streptococcus sobrinus serait plutôt associé aux caries de surfaces lisses. Parmi les facteurs permettant d’associer S. mutans et la carie
dentaire, il y a la forte corrélation entre cette bactérie et les lésions carieuses et sa faible abondance en l’absence de carie. De plus, elle a la capacité d’induire des lésions carieuses dans des modèles animaux [30]. Par contre, il est possible qu’une forte proportion de
S. mutans soit présente sans induire de carie et il est également possible de rencontrer des
caries en présence d’une faible proportion de cette bactérie en fonction de la susceptibilité de l’hôte et des facteurs environnementaux [14]. D’autres auteurs affirment que S. mutans n’est pas un agent causal de la carie dentaire, mais plutôt un marqueur de la maladie [31].
Streptococcus mutans
Le genre Streptococcus a été mentionné pour la première fois en 1683. Il comprend 92 espèces différentes et est présent dans de multiples environnements. Les différentes espèces de Streptococcus sont classées en 6 groupes différents selon la séquence de l’acide ribonucléique 16S de leur ribosome soit anginosus, bovis, mitis, mutans, pyogenic et
salivarius [14].
Le nom de ce groupe provient du fait que les cellules bactériennes puissent prendre la forme de coque, de courts bâtonnets ou de coccobacille. Huit sérotypes de S. mutans existent, mais le sérotype C est prédominant dans la cavité buccale pour une proportion de 70 à 80 %, suivi par le sérotype E pour une proportion d’environ 20 % et finalement les sérotypes F et K pour moins de 5 %. Selon certains auteurs, il colonise la bouche au moment de l’éruption des dents, car contrairement à Streptococcus mitis et Streptococcus
oralis, il a besoin d’une surface stable pour coloniser la cavité buccale [14]. D’autres auteurs affirment par contre que cette colonisation se fait plus tard, à un âge médian de 26 mois. Un individu présentera normalement plusieurs clones de S. mutans qui resteront stables pendant la vie [9].
Les facteurs spécifiques permettant à S. mutans d’être un agent étiologique majeur de la carie dentaire sont, premièrement, sa capacité à produire rapidement des polysaccharides insolubles en présence de sucrose. Ces glucans, en permettant l’adhésion à la structure dentaire, favorisent la colonisation des dents par S. mutans en présence de sucrose [9,18,32]. Deuxièmement, il y a sa capacité à produire de l’acide. En effet, une petite partie des sucres absorbés par cette bactérie servent à la synthèse d’une matrice extracellulaire composée de
glucans, alors que la majorité de ces sucres sont utilisés pour produire de l’énergie par fermentation et pour former des polysaccharides intracellulaires semblables à du glycogène. Le processus de fermentation des sucres peut produire différents acides dont du lactate, du formate, de l’acétate et peut également générer de l’éthanol selon les sucres initialement disponibles. Par exemple, en présence de glucose, le lactate est le principal sous-produit issu de cette réaction. L’acide lactique entraîne la déminéralisation des tissus minéralisés des dents et donc la formation de carie dentaire. S. mutans est considéré comme le
Streptococcus produisant de l’acide le plus rapidement, surtout lors du métabolisme du
sucrose. Ce dernier est considéré comme le sucre le plus cariogène. De plus, S. mutans est capable de maintenir son activité métabolique à des niveaux de pH si bas qu’il inhibe la croissance des autres espèces bactériennes. Cette acidogénicité lui confère un avantage et lui permet d’augmenter sa proportion au sein de la plaque dentaire [9,14,18]. Finalement,
S. mutans est capable de produire des phosphatases acides qui lui permettent d’hydrolyser
l’émail et de libérer du phosphore utile dans son métabolisme [18]. Par contre, l’expression de ces facteurs de virulence n’est pas la même dans un contexte de biofilm multi-espèces que dans sa forme planctonique [9].
S. mutans a la capacité de résister à certains antibiotiques tels que la bacitracine, un
antibiotique produit par certains bacilles. Cette capacité est exploitée dans le but de l’isoler des autres bactéries de la cavité buccale ou bien effectuer une culture pure [33] en utilisant un milieu de culture avec 0,2 U de bacitracine par ml [18].
Les biomatériaux dentaires
Les types de biomatériaux dentaires
Les biomatériaux dentaires de restauration peuvent être classifiés selon différentes méthodes. Certains auteurs vont les classifier selon le type de matériaux les constituants : les métaux, les céramiques, les polymères et les résines composites [16], alors que d’autres auteurs les classent selon leur technique d’utilisation : directe ou indirecte, selon la fabrication de la restauration en bouche ou bien sur un modèle [34].
Les matériaux de restauration directs
Bien que plusieurs nouveaux matériaux de restauration directs soient apparus récemment sur le marché, tels que les matériaux dits bioactifs, les matériaux de restauration directs sont principalement l’amalgame dentaire, les résines composites, et les verres ionomères [34].
L’amalgame dentaire
L’amalgame dentaire a été développé en 1833 par les frères Crawcours, mais amélioré par G.V. Black en1895. Un amalgame dentaire est un alliage comprenant différents métaux, dont l’argent, l’étain, le cuivre et le mercure [34]. Il peut également contenir une petite proportion de zinc et de palladium [16,34]. Il se présente sous la forme d’une poudre d’alliage qui, lorsque trituré avec du mercure liquide, prend la forme d’une pâte. La réaction de prise est appelée amalgamation. Il s’agit de la formation d’un lien chimique entre le mercure et les composantes métalliques. Avant sa prise, cette pâte est fermement condensée au sein de la cavité à l’aide d’un fouloir, ce qui permet d’obtenir une bonne adaptation et d’éliminer les porosités et les excès de mercure. Une fois condensé en place et la réaction d’amalgamation suffisamment initiée, l’amalgame peut être sculpté et par la suite bruni [34].
Classification des amalgames
Les amalgames dentaires peuvent être classifiés selon leur teneur en cuivre ou bien selon la forme des particules d’alliage qu’ils contiennent [16].
Autrefois, les amalgames comprenaient une proportion de cuivre de moins de 5 % de leur poids. Il fut ensuite remarqué qu’une augmentation de la proportion de cuivre à 13 – 30 % en améliorait les propriétés physiques, soit la résistance mécanique, la résistance à la corrosion, la longévité du scellement marginal et la résistance au fluage. Les amalgames peuvent donc être catégorisés comme étant à faible teneur en cuivre ou à haute teneur en cuivre. Par contre, compte tenu des avantages des amalgames à haute teneur en cuivre, ceux-ci sont les plus populaires et occupent près de 90 % du marché [16].
Parmi les amalgames à haute teneur en cuivre, on retrouve les amalgames à particules sphériques, en limailles ou à phase dispersée. Ce dernier type comprend un mélange de particules sphériques et irrégulières [16].
Usage
L’amalgame est couramment utilisé pour les restaurations directes sur les dents postérieures. Ses inconvénients sont sa couleur métallique, sa propension à la corrosion, la fracture marginale et son incapacité à renforcir la structure dentaire. Malgré cela, l’amalgame est considéré comme étant une excellente option à coût peu élevé. En effet, il est relativement peu sensible à la technique, il maintient bien les formes anatomiques et il assure un scellement marginal. De plus, il peut être utilisé pour restaurer les dents supportant les forces masticatoires et a une longue durée de vie [16]. Par contre, certaines préoccupations émergent de l’utilisation de l’amalgame comme restauration dentaire, dont son innocuité sur la santé et l’environnement, compte tenu de son contenu en mercure. En effet, le mercure qu’il contient rend son élimination plus complexe afin d’éviter la libération de ce produit dans l’environnement [34]. Un traité international a d’ailleurs été signé afin d’éliminer les émissions de mercure de sources diverses et de réduire l’utilisation des amalgames dentaires [35].
Les résines composites
Les matériaux de restauration en résine composite ont été introduits dans les années 1960 en réponse au besoin de disposer d’une option plus esthétique en restauration dentaire [36]. Les caractéristiques de ce matériau font qu’il peut être utilisé à de nombreuses fins de manière directe ou indirecte : matériau de restauration, scellant de puits et fissures, fond protecteur, inlay, onlay, matériau de restauration temporaire et matériau de cimentation pour les prothèses fixes, pivots et appareillages orthodontiques [37].
Composition
Les résines composites ont trois composantes majeures soit une matrice organique, des particules de charge et un agent couplant qui assure la liaison entre les particules et la matrice. Ils contiennent aussi un système d’activation-inhibition qui contrôle la
polymérisation. Ils peuvent contenir des pigments, des stabilisateurs de couleur et d’autres composantes afin d’en améliorer la performance [34].
Matrice organique
Plusieurs monomères peuvent entrer dans la fabrication des résines composites. De façon générale, le principal monomère utilisé est le bis-GMA. Toutefois, sa haute viscosité prévient une manipulation optimale. Il doit donc être dilué avec d’autres monomères tels que le triéthylène glycol diméthacrylate (TEGDMA) ou l’uréthane diméthacrylate (UDMA). Par contre, lors de la polymérisation, les liens qui se créent entre les molécules de monomère font en sorte que le matériau se contracte [37].
Particules de charge
Le polymère résultant de la polymérisation de la matrice organique présente des propriétés physiques peu favorables. Des particules de charge sont ajoutées à cette matrice afin d’améliorer les propriétés du polymère. Les matériaux que l’on peut utiliser à cette fin sont le quartz, le silicate d’aluminium, le borosilicate, le baryum, le strontium et le zirconium. Ces particules permettent d’améliorer les propriétés mécaniques, de diminuer la contraction de polymérisation et la dilatation thermique, d’augmenter la radiopacité, de diminuer l’absorption en eau et de contrôler la viscosité. Par contre, certaines particules utilisées, comme le baryum, sont sensibles à la dissolution dans un pH faible et ceci peut rendre la restauration plus susceptible à l’usure [34].
Il est avantageux d’utiliser de petites particules, car elles permettent d’obtenir un fini de surface plus lisse et un résultat esthétique supérieur. Par contre, une augmentation trop grande de la proportion de particules augmente la viscosité, en raison de l’augmentation de la surface totale des particules, ce qui rend la manipulation difficile [34].
Agent couplant
Un agent couplant est ajouté à la surface des particules de charge afin de permettre la liaison de celles-ci avec la matrice organique. Les principaux agents couplant utilisés sont des dérivés du silane [34].
Initiateur
Le principal photo-initiateur utilisé dans les résines composites est la camphoroquinone. Par contre, étant donné sa coloration jaunâtre, certains manufacturiers utilisent l’oxyde de monoacylphosphine ou l’oxyde de bisacylphosphine. D’autres matériaux favorisent une initiation chimique de la polymérisation par l’ajout d’un initiateur chimique [37].
Classification
Il existe de nombreux systèmes de classification des résines composites. Elles peuvent se classifier selon l’usage, les caractéristiques associées à leur manipulation ou la taille des particules de charge. Pour ce qui est de l’usage, on rencontre des résines servant à la restauration, à la cimentation ou au scellement de puits et fissures [37].
En ce qui a trait aux caractéristiques associées à la manipulation, on retrouve deux catégories spécifiques selon les caractéristiques et l’usage attendu, soit les composites fluides et les composites condensables. Typiquement, la plus faible viscosité des composites fluides est obtenue en diminuant la proportion de particules inorganiques par rapport à la résine [34] ou en ajoutant un surfactant [37]. Cette caractéristique fait en sorte que le produit a la capacité de s’écouler dans les crevasses et de bien s’adapter à la cavité. Par contre, ceci se fait au détriment de certaines caractéristiques mécaniques du produit et il en résulte une plus grande susceptibilité à l’usure [34] et une plus grande contraction de polymérisation [37]. Pour ce qui est des composites condensables, ils ont une texture très visqueuse et leur technique de mise en place se rapproche de celle des amalgames. Afin d’obtenir cette caractéristique, les manufacturiers ajoutent des particules en forme de fibrilles d’environ 100 μm qui ont plusieurs branches et qui peuvent s’accrocher entre elles, ce qui rend les résines composites résistantes à la pression de condensation [34]. Ces composites sont toutefois peu utilisés.
Par ailleurs, la principale méthode de classification est en fonction de la taille des particules de charge utilisées dans la fabrication des résines composites. Le tableau 1 représente un résumé des types de résines composites selon la taille de leurs particules.
TABLEAU 1 : Classification des résines composites selon la taille des particules
inorganiques
(Adapté de Sakaguchi et coll. et Orlowski et coll. [16,38])
Type de résine composite Particule 1
(μm) Particule 2 (μm) Volume charge inorganique de la (%) Macroparticules 20 – 30 -- nd Microparticules 0,04 -- 32 – 50 Hybride 2 – 4 0,04 – 0,2 60 – 70 Microhybride 0,04 à 1 0,04 – 0,2 60 – 70 Nanoparticules 0,001 – 0,1 -- 78,5 Nanohybride 0,4 – 5 0,001 – 0,1 78,5 Bulk-fill 0,01 – 5 -- 42,5 – 70,1
Résines composites à macroparticules
Les résines composites à macroparticules sont les premières à avoir été disponibles commercialement. Ces résines composites contiennent des particules de 20 à 30 μm de diamètre. Le produit résultant présente de bonnes propriétés mécaniques, mais un très mauvais fini de surface. Leurs propriétés esthétiques médiocres et leur faible résistance à l’usure font en sorte qu’elles ne sont plus utilisées de nos jours [16].
Résines composites à microparticules
Ces résines sont composées de particules de silice d’environ 0,04 μm de diamètre, pour une charge de matériau inorganique de 32 – 50 % du volume. Puisque ces matériaux sont faiblement chargés, ils présentent des propriétés mécaniques moins avantageuses que les composites hybrides, microhybrides, nanohybrides ou à nanoparticules, ce qui limite leur utilisation dans les zones ou de fortes charges sont supportées. Par contre, la petite taille des particules les rend hautement polissables, ce qui permet leur utilisation pour les restaurations en zone esthétique [16].
Résines composites hybrides
Ces résines possèdent des particules de deux types différents et de dimension variée mélangés ensemble. Il y a des particules fines de verre, quartz ou céramique de taille
variant entre 2 et 4 μm et des particules microfines de 0,2 à 0,04 μm composées généralement de silice.
Le fait d’avoir des particules de tailles différentes permet d’en augmenter la charge de particules inorganiques, ce qui résulte en de meilleures propriétés mécaniques tout en maintenant de bonnes qualités de manipulation. La composante inorganique de ces matériaux représente de 60 à 70 % du volume total [16].
Résines composites microhybrides
Tout comme les résines hybrides, les résines microhybrides présentent des particules de taille et de type différents. Dans ces mélanges, les plus grosses particules sont d’un diamètre plus petit, soit 0,04 à 1 μm, plutôt que de 2 à 4 μm pour les hybrides. Par contre, les particules microfines seront de diamètre semblable à celui des hybrides [16].
Résines composites nanohybrides
Comme les résines de type microhybride, les matériaux de type nanohybride sont composés de particules de tailles différentes. Il y a tout d’abord de plus grosses particules de 0,4 à 5 μm et des petites particules de taille variant entre 1 et 100 nm.
Résines composites à nanoparticules
Les résines composites à nanoparticules sont composées de particules dont la taille est dans l’ordre du nanomètre et qui sont individuellement recouvertes de silane favorisant un lien optimal avec la résine. Ces composites présentent des particules monodispersées de zircone ou de silice dont la taille varie entre 1 et 100 nm ainsi que des nanoaggrétats (0,1 - 0,6 μm) contenant des particules de silice ou de zircone de 5 à 75 nm. Cette caractéristique permet d’obtenir une très grande proportion de la composante inorganique, car elle représente 78,5 % du volume total et un fini de surface hautement polissable [16].
Résines composites bulk-fill
Une autre catégorie de résines composites peut être mentionnée. Il s’agit des résines de type
bulk-fill. Avec les résines composites conventionnelles, la capacité de pénétration de la
couches de matériau afin d’assurer une polymérisation optimale [34]. Pour pallier à cette limitation, certains manufacturiers ont modifié les produits en modifiant la charge inorganique [39] ou la composition de la matrice organique [40] afin de permettre une photo-polymérisation jusqu’à 4 mm de profondeur et de diminuer la contraction de polymérisation. Cette catégorie de résines composites est appelée les bulk-fill [39,40]. Il existe des résines composites de type bulk-fill de viscosité fluide et de haute viscosité [38]. Cette famille de matériaux présente une charge inorganique très variable, pouvant représenter entre 42,5 et 70,1 % du volume [38,41]. La taille de ces particules peut être de 0,01 – 5 μm et être de type très variable selon le manufacturier [38].
Polymérisation
La polymérisation des résines composites peut se faire de manière chimique, par l’ajout ou le mélange d’un initiateur, ou par la lumière, c’est-à-dire la stimulation d’un photo-initiateur présent dans la résine. Lors de la polymérisation, les molécules de monomères forment une structure de polymère rigide dans laquelle les molécules inorganiques sont dispersées. Cette réaction de polymérisation crée toutefois un phénomène de contraction qui peut varier entre 0,9 – 3 % selon les caractéristiques du produit [34]. Du plus, cette conversion de monomère en polymère demeure toujours partiellement incomplète. Selon les auteurs, le pourcentage de conversion se situe entre 50 – 60 % [34] ou 50 – 70 % [42]. Le plus haut degré de conversion serait atteint 24 heures après la photo-initiation. Dans les minutes suivant celle-ci, elle serait plutôt de 30 – 40 %. Par la suite, les additifs et les monomères résiduels peuvent s’échapper [42] et avoir un impact sur le milieu environnant, dont la croissance des bactéries cariogènes [43].
Les verres ionomères
Les verres ionomères ont été développés dans les années 70 [34]. Ils possèdent plusieurs indications selon leur formulation, dont la cimentation de prothèses fixes, la restauration directe permanente ou temporaire et la protection pulpaire. Il existe différents types de verre ionomère, soit les verres ionomères conventionnels ou modifiés à la résine [36]. Bien que moins populaires que les résines composites ou l’amalgame, selon certains auteurs, elles peuvent représenter 7 % des restaurations directes effectuées [44].
Verre ionomère conventionnel
Les verres ionomères dits conventionnels se présentent sous la forme d’une poudre et d’un liquide. La poudre est composée de grains de verre de fluoroaluminosilicate de diamètre se situant entre 15 et 50 μm. La forme liquide, quant à elle, est composée d’eau avec différents acides, dont de l’acide polyacrylique. De l’acide tartrique est également ajouté afin de stabiliser le produit et d’accélérer le temps de prise. Lorsque les deux composantes sont mélangées, les acides dissolvent le verre, ce qui cause un relâchement de calcium, d’aluminium, de sodium et de fluorure. À ce moment, des liens se créent entre les chaines d’acide polyacrylique et le verre, ce qui forme une matrice qui stabilise le tout. De plus, des liens se créent entre cette matrice et les particules de verre qui auront été partiellement dissoutes [34]. L’adhésion avec la structure dentaire se fait par une chélation avec les ions calcium présents dans la dentine. Il s’agit donc d’une adhésion chimique [16].
La restauration résultant de cette réaction relâche graduellement les ions de fluorure produits, ce qui est bénéfique pour prévenir la déminéralisation de la dent lors d’un processus carieux. De plus, coefficient de dilatation thermique du verre ionomère est semblable à celui de la structure dentaire. Par contre, il présente de faibles propriétés mécaniques et esthétiques, ce qui en limite l’usage aux régions soumises à peu de stress en zone non esthétique [16].
Verre ionomère modifié à la résine
Afin d’améliorer les propriétés esthétiques des verres ionomères, une famille appelée verre ionomère modifié à la résine ou ionomère hybride a été créée. En fait, la poudre de ces verres ionomère est semblable à celle de la forme conventionnelle, mais la composante liquide contient également du monomère, semblable à celui de la résine composite. Ainsi, la polymérisation se fait de la manière conventionnelle des verres ionomères, à laquelle s’ajoute une photo-polymérisation [16].
Tout comme le verre ionomère conventionnel, ce type de restauration a la capacité de relâcher du fluorure suivant sa polymérisation, mais en moins grande quantité. Par contre, sa résistance à l’usure et ses propriétés esthétiques sont plus grandes [16] par la possibilité
Les matériaux de restauration indirects
Les matériaux de restauration indirects comprennent, en plus des résines composites, les alliages métalliques et les porcelaines dentaires [34].
Les alliages
Les alliages utilisés comme matériau de restauration indirect peuvent être utilisés seuls ou conjointement avec une porcelaine dentaire. Ils sont classifiés selon leur teneur en métaux nobles [34].
Alliages nobles
Les métaux nobles sont des métaux qui sont résistants à l’oxydation, à la corrosion et au ternissement. Les métaux qui en font partie sont l’or, le platine, le palladium, l’iridium, le rhodium, l’osmium et le ruthénium. Dépendamment de leur usage, ces métaux peuvent être utilisés pour former des alliages et sont classifiés selon leur teneur en métaux nobles : soit les alliages à haute teneur en métaux nobles, les alliages nobles et les alliages à prédominance non nobles. Ainsi, pour l’alliage à haute teneur en métaux nobles, 60 % du poids est composé de métaux nobles dont 40 % d’or. Pour ce qui est de l’alliage noble, 25 % de son poids est formé de métaux nobles sans spécification pour l’or. Finalement, pour l’alliage à prédominance de métaux non nobles, moins de 25 % de son poids est d’origine noble [16].
L’usage des alliages et des métaux nobles en dentisterie est multiple. Ils peuvent être utilisés pour fabriquer des restaurations indirectes en métal ou bien comme structure pour supporter la porcelaine [16].
Alliages de métaux de base
Les alliages composés de métaux de base sont très largement utilisés en dentisterie. Ils comprennent entre autres les alliages chrome-cobalt, nickel-cobalt, nickel-chrome-cobalt et les alliages de titane. De plus, l’acier inoxydable en fait partie. Ils peuvent être utilisés comme base métallique de prothèse céramo-métallique, de base de prothèse amovible, de composante prothétique implantaire ou pour faire des couronnes temporaires en acier inoxydable [16].
Les porcelaines dentaires
Les porcelaines et les céramiques dentaires sont composées d’une structure inorganique et non métallique [16,34] principalement composée d’oxygène avec des éléments métalliques ou semi-métalliques. Elles sont constituées de verre de silicate, de porcelaine, de céramique de verre ou de solides hautement cristallins [34]. Ces derniers produits sont utilisés d’une manière indirecte, car leur procédé de fabrication implique souvent du frittage ou l’utilisation d’une unité d’usinage. Les porcelaines peuvent être classifiées selon leur utilisation, leur méthode de fabrication ou selon la structure de leur phase cristalline [16].
Utilisation
Les céramiques peuvent être utilisées seules dans la fabrication de couronnes, de facettes, d’incrustations, de ponts, ou bien conjointement avec une structure en alliage pour la fabrication de ponts ou couronnes céramo-métalliques. De plus, il existe certains piliers implantaires, boitiers orthodontiques et dents de prothèses qui sont en céramique [16].
Méthode de fabrication
Plusieurs procédés de fabrication sont disponibles selon les composantes cristallines du produit final. Les plus populaires sont le frittage qui est une cuisson à haute température sous pression, la taille dans une unité d’usinage ou bien la pression à chaud via la technique de cire perdue [16].
Types de céramique dentaire
Après leur cuisson, les céramiques sont composées d’une phase vitreuse et d’une phase cristalline. La phase vitreuse donne la translucidité à la restauration, mais apporte peu de résistance mécanique. À l’inverse, la phase cristalline procure la résistance au matériau et diminue la propagation de craquelures. Par contre, une augmentation de la proportion de cette phase cristalline diminue la translucidité de la restauration [16]. Les céramiques dentaires peuvent d’ailleurs être classées selon la proportion de leurs structures cristalline et vitreuse [46]. Ainsi, nous rencontrons trois types de céramiques dentaires : les céramiques principalement constituées de verre, les vitro-céramiques et les céramiques polycristallines (Tableau 2) [44].
TABLEAU 2 : Classification destypes de porcelaines dentaires selon leur composition
(Adapté de Vargas et coll. [47]).
Type de céramique dentaire
Matériel de remplissage
Exemples de noms commerciaux
Verre (principalement) Oxyde
d’aluminium Ceramco 3 (Dentsply), IPS e.max Ceram (Ivoclar Vivadent), Vita VM 7 (Vita Zanhfabrik) Vitro-céramiques Leucite IPS Empress Esthetic (Ivoclar Vivadent), Reflex
(Wieland Dental) Disilicate de
lithium IPS e.max Press (Ivoclar Vivadent) Alumine
infiltrée de verre
Vita In-Ceram Alumina, Vita In-Ceram Spinell and Vita In-Ceram Zirconia (Vita Zahnfabrik) Polycristallines Oxyde
d’aluminium Procera Alumina (Nobel Biocare) Oxyde de
zirconium
Cercon Zirconia (Dentsply), Everest (KaVo), Lava Zirconia (3M ESPE), IPS e.max ZirCAD (Ivoclar Vivadent)
Céramiques principalement constituées de verre
Les céramiques principalement constituées de verre sont composées d’un réseau tridimensionnel d’atomes d’origine minérale, principalement le feldspar qui contient du silicate ou de l’alumine (Figure 3) [43]. Leurs propriétés optiques font en sorte qu’elles ont une grande capacité de reproduire les caractéristiques optiques de la dent, ce qui les rend très esthétiques. Une faible proportion de matériaux de remplissage est ajoutée afin de modifier la couleur et l’opacité [46]. Ces céramiques sont principalement utilisées pour des facettes ou comme couche de recouvrement sur une structure métallique ou sur d’autres céramiques [47].
Vitro-céramiques
Afin d’améliorer les propriétés mécaniques des céramiques, les manufacturiers infiltrent le verre de particules principalement polycristallines (Figure 3). Ces particules peuvent également être vitreuses avec un haut point de fusion leur permettant de résister à la cuisson. Ces particules peuvent être du disilicate de lithium, de la leucite, de l’oxyde d’aluminium ou de l’oxyde de zirconium [49].
Figure 3. Représentation schématique des trois classes de céramiques dentaires
Les céramiques principalement constituées de verre sont faiblement chargées de colorants et d’opacifiants. Les vitro-céramiques contiennent des particules de remplissage pour en améliorer les propriétés mécaniques. Les céramiques polycristallines ne contiennent pas de verre afin de former des structures résistantes. (Adapté de dentalist.fr [48])
Céramiques polycristallines
Ces céramiques dentaires ne contiennent aucune composante vitreuse. Elles sont composées de molécules d’oxyde d’aluminium ou d’oxyde de zirconium densément compactées d’une manière régulière (Figure 3). Ceci fait en sorte que la propagation d’une craquelure est difficile, ce qui les rend très résistantes aux stress mécaniques [49].
Principales causes d’échec des restaurations dentaires Restaurations directes
À la suite de la mise en place d’une restauration dentaire, de nombreux facteurs peuvent affecter sa longévité. Pour les restaurations directes, on retrouve des facteurs liés à la technique opératoire, l’habileté du clinicien, la surface dentaire traitée, la condition buccale, la coopération du patient, l’isolation du champ opératoire et le type de matériel utilisé [50]. Il
Verre (principalement)
a été rapporté que le taux de survie des restaurations en amalgame serait de 94,4 % après 7 ans alors que celle de la résine composite serait de 85,5 % [51] et que les restaurations en résine composite ont une durabilité moins grande que celles en amalgame [50,52].
Les causes d’échec menant à un remplacement de la restauration peuvent être classées en complications biologiques (carie secondaire, fracture dentaire et complication pulpaire) et en complications techniques (fracture ou perte de la restauration et décoloration) [53].
La récidive de carie est la principale cause d’échec. Pour l’amalgame, elle représente entre 41 % [44] et 66 % [51] des échecs alors qu’elle représenterait jusqu’à 36 % des échecs de la résine composite et 52 % des verres ionomères [44].
La fracture représente 22 % des échecs des restaurations en amalgame, 23 % pour les résines composites et 11 % pour les verres ionomères [44].
Restaurations indirectes
Pour ce qui est des restaurations indirectes, les facteurs mis en cause dans le risque d’échec sont le type de restauration, la localisation et le type de matériel utilisé [54].
En ce qui concerne les couronnes complètes en porcelaine, la survie à 5 ans varie entre 90,7 % et 96,6 % alors qu’elle est de 95,7 % pour les couronnes céramo-métalliques [55]. Les ponts fixes tout céramique ont, quant à eux, un taux de survie de 86,2 % – 90,4 % à 5 ans alors que ceux en céramo-métal ont un taux de survie de 94,4 % à 5 ans [54].
Encore une fois, les complications peuvent être classifiées selon des complications techniques (fracture de la structure ou de la porcelaine, décoloration, perte de rétention ou problème esthétique) et biologiques (perte de vitalité, fracture ou carie de la dent pilier) [55]. La fracture de la porcelaine est une complication fréquente pour tous les types de restaurations en porcelaine et représente 2,6 % et 2,2 % des échecs après 5 ans pour les couronnes unitaires et multiples respectivement [54,55]. Par contre, la fracture de la structure complète est rare pour les restaurations unitaires céramo-métalliques avec une fréquence
de 0,03 %, mais elle est plus fréquente pour les couronnes toute porcelaine variant entre 0,4 % et 6,7 % en 5 ans selon le type de porcelaine utilisé [55].
La complication biologique la plus fréquente est la récidive de carie, représentant 1,8 % des échecs après 5 ans pour les couronnes unitaires et 1,4 % pour les prothèses multiples [54,55].
Le fini de surface des matériaux de restauration
Le fini de surface des matériaux de restauration dépend d’une multitude de facteurs. Pour les matériaux de restauration directe de couleur dentaire, la finition se fait généralement en bouche et le résultat est fonction du matériau de restauration utilisé, de l’outil de polissage, de la technique utilisée et de l’utilisation d’un lubrifiant tel l’eau [56]. Toutefois, c’est le type de matériau qui présente le plus d’impact, suivi de la technique de polissage [57]. La technique permettant d’obtenir un fini de surface optimal est de polymériser le matériel contre une matrice de Mylar [57]. Ceci fera en sorte que la surface sera composée de matrice organique polymérisée ayant un contenu élevé en résine. Toute procédure de polissage causera une usure de cette matrice et exposera des particules de charges imbriquées dans cette matrice. Ainsi, plus les particules de charge sont de grand diamètre, plus la surface obtenue sera rugueuse [34]. L’étape du polissage et de la finition est toutefois importante pour diminuer l’adhésion bactérienne [16]. Ainsi, les résines composites à microparticules présentent un fini de surface supérieur aux composites hybrides [58]. Les verres ionomères sont quant à eux reconnus comme ayant le plus haut niveau de rugosité [57,59]. La finition des restaurations en amalgame nécessite deux étapes. Tout d’abord, la restauration doit être sculptée et brunie afin d’obtenir une surface dense et dans un deuxième temps, elle peut être polie avec des instruments rotatifs après un délai minimal de 24 heures [34].
Pour ce qui est des matériaux de restauration indirects, la technique de polissage utilisée est variable en fonction d’une restauration en alliage ou en porcelaine dentaire. La finition des restaurations en porcelaine dentaire est normalement effectuée en laboratoire. La technique utilisée est la glaçure de la surface qui permet de sceller les pores de la porcelaine cuite et d’assurer une surface peu abrasive pour les surfaces dentaires antagonistes. Cette glaçure est obtenue en appliquant une poudre de verre sans couleur et en effectuant une cuisson [60].
