Thesis
Reference
Evaluation de la justesse du bord périphérique et du joint intrados des empreintes maxillaires de prothèses totales à l'aide d'un logiciel 3D
développé sur mesure
KALBERER, Nicole
Abstract
Le but de ce projet de recherche était d'évaluer la justesse du bord périphérique et du joint intrados des empreintes maxillaires de prothèses totales, réalisées avec différents matériaux et techniques d'empreintes conventionnelles ainsi qu'une technique novatrice optique, enles comparant au «gold-standard» : une empreinte d'enregistrement du joint périphérique àl'aide d'un matériau thermoplastique, suivi d'une empreinte de pâte d'oxyde de zinc-eugénol(ZnOE).
La comparaison a été réalisée à l'aide d'un logiciel de comparaison 3D spécialement conçu à ce propos.
KALBERER, Nicole. Evaluation de la justesse du bord périphérique et du joint intrados des empreintes maxillaires de prothèses totales à l'aide d'un logiciel 3D développé sur mesure. Thèse de doctorat : Univ. Genève, 2021, no. Méd. dent. 783
DOI : 10.13097/archive-ouverte/unige:151368 URN : urn:nbn:ch:unige-1513687
Available at:
http://archive-ouverte.unige.ch/unige:151368
Clinique universitaire de médecine dentaire Division de Gérodontologie et Prothèse adjointe
Thèse préparée sous la direction du Professeur Frauke MÜLLER
" ÉVALUATION DE LA JUSTESSE DU BORD PÉRIPHÉRIQUE ET DU JOINT INTRADOS DES EMPREINTES MAXILLAIRES DE PROTHÈSES TOTALES À L'AIDE D'UN LOGICIEL 3D DÉVELOPPÉ SUR MESURE "
Thèse
présentée à la Faculté de Médecine de l'Université de Genève
pour obtenir le grade de Docteur en médecine dentaire par
Nicole KALBERER de
Saint-Gall (SG)
Thèse n°783 Genève
2020
TABLE DES MATIÈRES
Préface 3
Résumé 4
Introduction 6
Édentulisme et réhabilitation prothétique 6
Prévalence et impact sur la santé 7
Concepts de base des prothèses totales 11
Prise d'empreinte des arcades édentées 13
Projet de recherche 16
Contexte 16
Matériel et méthodes 18
Résultats 22
Discussion 30
Conclusion 33
Financement / conflit d’intérêt 33
Remerciements 35
Références 37
Annexes
Prix de recherche 46
Poster 46
Article original (version soumise en anglais) 48
PRÉFACE
L’émergence des nouvelles technologies numériques questionne notre rapport aux habitudes et aux méthodes de confection des prothèses dentaires amovibles.
Une multitude de domaines ont été révolutionnés depuis que l'ère numérique a débuté sa conquête mondiale. La médecine dentaire, n'en fait pas exception et a connu des avancements techniques considérables, grâce aux nouvelles approches numériques.
Cependant le progrès est toujours accompagné de défis, et c'est aux sciences de les affronter avec l’esprit ouvert, de définir de nouvelles limites, de chercher l'innovation et d'établir de nouveaux concepts. Car c'est seulement en analysant les techniques disponibles et via la synthèse de leurs avantages et désavantages qu'émergent des nouvelles idées pour promouvoir les meilleures techniques basées sur des preuves scientifiques.
Cette thèse de doctorat a constitué le cadre de recherche pour un projet qui a cherché à pousser les limites scientifiques et de créer de l'évidence tout en allant vers un futur plus durable et surtout plus équitable, en respectant les intérêts des personnes les plus vulnérables. Merci à tout ceux qui ont rendu possible ce projet de part leur enthousiasme et leur soutien.
Si tu veux construire un bateau, ne rassemble pas les hommes et femmes pour leur donner des ordres, pour expliquer chaque détail, pour leur dire où trouver chaque chose. Si tu veux construire un bateau, fais naître dans leur cœur le désir de la mer.
Le Petit Prince, Antoine de Saint-Exupéry
RÉSUMÉ
Le but de ce projet de recherche était d’évaluer la justesse du bord périphérique et du joint intrados des empreintes maxillaires de prothèses totales, réalisées avec différents matériaux et techniques d'empreintes conventionnelles ainsi qu’une technique novatrice optique, en les comparant au «gold-standard» : une empreinte d'enregistrement du joint périphérique à l'aide d'un matériau thermoplastique, suivi d'une empreinte de pâte d'oxyde de zinc-eugénol (ZnOE). La comparaison a été réalisée à l’aide d’un logiciel de comparaison 3D spécialement conçu à ce propos.
Pour réaliser ce projet, douze participants ont consenti de participer à la prise d'empreinte de leur mâchoire supérieure édentée à l'aide de cinq matériaux / techniques d'empreinte différents : ZnOE (témoin), hydrocolloïde irréversible (alginate), polyvinylsiloxane (PVS), polyvinylsiloxane modifiée (mPVS), une nouvelle approche ajoutant à l'empreinte standard PVS une deuxième étape, une reprise sélective du joint périphérique en ZnOE, et finalement une empreinte optique par balayage intra-oral.
Toutes les empreintes ont été numérisées et importées dans le logiciel de comparaison 3D, qui a ensuite calculé l'étendue du bord périphérique, à l'aide des distances verticales (D1) et l'étanchéité du joint intrados, grâce aux distances horizontales (D2) pour des régions d’intérêt spécifiquement sélectionnées, ainsi que l'ensemble des régions analysées.
Les résultats de ce projet de recherche ont permis de conclure que la technique d'empreinte au polyvinylsiloxane modifiée était la plus proche du témoin pour l'étendue du bord périphérique et l'étanchéité du joint intrados. La distance D1 s'est révélée être significativement différente dans la région buccale (alginate versus optique : p = 0,036; PVS
significativement différente dans la partie antérieure (p = 0,022), buccale (p = 0,003) et la surface globale (p = 0,021). Les distances D2 pour le PVS (p = 0,012) et la technique mPVS (p
= 0,000) étaient tous deux plus vraies que le D2 des empreintes optiques.
Les résultats de ce projet de recherche aident à sélectionner les matériaux et techniques appropriés pour les empreintes finales lors de la fabrication de prothèses totales. Dans un contexte clinique, une technique de reprise sélective du joint périphérique pourrait améliorer la justesse de l'empreinte maître. Les empreintes optiques nécessitent encore des améliorations au niveau de la précision des bords fonctionnels des prothèses.
INTRODUCTION
Edentulisme et réhabilitation prothétique
La perte des dents naturelles en conséquence des maladies bucco-dentaires ou suite à un accident mène à une bouche partiellement ou totalement édentée. La situation ainsi appelée édentulisme frappe l’humanité depuis des siècles, voir au-delà. Pour pallier cette condition les prothèses dentaires ont dès lors joué leur rôle de fausses dents remplaçant les dents manquantes (1, 2). Quand la bouche est totalement édentée ces prothèses portent populairement le nom de dentiers. Ces appareils prothétiques ont pour but de non seulement remplacer les dents mais également les tissues adjacentes et rétablir leur fonction. Car à l'instant où une ou plusieurs dents sont perdues, ceci peut affecter non seulement la santé bucco-dentaire, c'est à dire l'intégralité des tissus minéralisés, muqueux et osseux en bouche, mais également les paramètres esthétiques du visage, la capacité masticatoire, la phonation, la nutrition et les interactions sociales, et donc la qualité de vie de la personne (3, 4).
Ainsi, il n'est pas surprenant qu'au Mexique, il existe des dentiers datant de 2500 ans av. J.-C.
fabriqués à partir de ce qui semble être des dents de loup. Les Étrusques d’Italie utilisèrent un fil d’or ou des bandes pour fixer les dents humaines et animales vers 700 av. J.-C. Deux fausses dents en os ont été découvertes enveloppées dans du fil d'or dans l'ancienne tombe égyptienne d'El Gigel (5). Les premières prothèses en bois datent du 16ème siècle de notre ère au Japon et ont été utilisées jusqu'au début du 20ème siècle. Au 18ème siècle, les prothèses dentaires en ivoire sculpté ont connu leur succès et même le président des États- Unis, George Washington, a bénéficié d'un jeu de prothèses réputés d'avoir été élaboré en ivoire d'hippopotames et d'éléphants, de véritables dents humaines, d'or, de rivets et de
Nicholas Dubois de Chemant a obtenu le premier brevet britannique pour les prothèses en porcelaine en 1791 rendant la porcelaine plus solide et adaptée à l'utilisable lors de la fabrication de prothèses. En 1850, les prothèses étaient fabriquées en Vulcanite, un type de caoutchouc durci, avec des dents en porcelaine (7). La vulcanite était bon marché et les prothèses dentaires devenaient accessible pour une population plus large. Le seul problème étant le droit d'auteur sous lequel la fabrication de Vulcanite était fabriquée, une alternative a été recherchée et trouvée dans l'aluminium, dont la popularité a persisté jusqu'à l'expiration du droit d'auteur sur Vulcanite, qui est devenu un matériau de base pour la prothèse dentaire. Le celluloïd a été inventé en 1868 par Hyatt et a été utilisé comme matériau de base pour prothèse dentaire dès 1890, mais il dégageait une odeur désagréable car il utilisait du camphre en tant que plastifiant. Cela n’a pas duré longtemps, mais cela a marqué le début de la résine acrylique comme matériau pour les prothèses dentaires. La bakélite a été découverte en 1909 et utilisée en dentisterie de 1924 à 1939. Lorsque les résines améliorées ont été introduites en 1940, elles ont supprimé l’utilisation de la vulcanite.
À partir de 1938, le polyméthylméthacylite (PMMA ou résine acrylique) est devenu le matériau dominant de la prothèse dentaire. Il est dur, translucide et inerte (sans odeur désagréable ni toxicité), il peut être facilement réparé et est bon marché. En raison de ces caractéristiques, il est encore utilisé aujourd'hui comme base de qualité pour les prothèses dentaires (8, 9, 10).
Prévalence et impact sur la santé
Au rythme d'augmentation de l'espérance de vie dans les pays développés au cours des deux derniers siècles, au 21ème siècle, la plupart des bébés nés depuis 2000 en France, en
Allemagne, en Italie, au Royaume-Uni, aux États-Unis, au Canada, au Japon et dans d'autres pays à longue vie les espérances fêteront leurs 100 ans. Bien que les tendances diffèrent d'un pays à l'autre, la population de presque tous ces pays vieillit en raison d'une faible fécondité, d'une faible immigration et d'une longue durée de vie.
Une question clé est la suivante : l’augmentation de l’espérance de vie est-elle accompagnée d’un report simultané des limitations fonctionnelles et du handicap ? La réponse est toujours ouverte, mais la littérature suggère que les processus de vieillissement sont modifiables et que les personnes vivent plus longtemps sans handicap grave. En effet, une des ambitions de la médecine cherche à diminuer la morbidité à la fin de la vie pour privilégier les années avec une bonne qualité de vie. Cette découverte, associée au développement technologique et médical et à la redistribution du travail, sera importante pour faire face aux défis du vieillissement de la population (11). Malgré cette perspective rassurante, en 2013, les troubles buccaux représentaient 16,5 millions d'années vécues avec une incapacité (AVI) dans le monde entier, l'édentulisme représentant un tiers de cette charge (12).
L'édentulisme est défini comme la perte de toutes les dents naturelles et constitue un problème de santé publique important dans le monde en raison de sa prévalence élevée (supérieure à 10% chez les adultes âgés de 50 ans et plus) et de son handicap associé (13, 14). Les pays en développement notent une haute prévalence de cette condition notamment chez les personnes jeunes, socialement défavorisées.
L'édentulisme partage le même ensemble de facteurs de risque modifiables connus que d'autres maladies non transmissibles, telles que le tabagisme, la consommation d'alcool et des comportements alimentaires malsains et riches en glucides, conditions très répandues ou en augmentation rapide dans les pays à faible et à moyen revenu. Outre ces facteurs
aux soins dentaires ainsi qu’à des inégalités socio-économiques importantes, conditions plus fréquentes dans les pays à faible et à moyen revenu. Par exemple, dans de nombreux contextes où les ressources financières sont limitées, l’extraction dentaire est le seul remède contre les problèmes dentaires; une pratique qui conduit à une perte de dents précoce et à un taux d’édentement élevé (15). En outre, étant donné que les soins dentaires de restauration secondaires nécessaires pour remanier à l’édentulisme avec des prothèses fonctionnelles et esthétiques sont sous-optimaux ou inabordables dans de nombreux pays à revenu intermédiaire, ils peuvent avoir un effet négatif prononcé sur la santé mentale et le bien-être psychologique des personnes en situation de ressources limités (16, 17).
En revanche, en Suisse et d'autres pays à revenu élevé, la prévalence de l'édentulisme semble décroître et se manifeste principalement chez les personnes âgées. Les données démographiques de la population pour l'année 2017 révèlent qu'il y a environ 962 millions de personnes âgées de 60 ans et plus dans le monde et que leur nombre devrait doubler d'ici 2050. On estime actuellement à 137 millions le nombre de personnes âgées de 80 ans et plus, qui devraient atteindre environ 425 millions d'ici 2050, 16 ans, l'Europe comptera 35%
d'aînés âgés de plus de 60 ans. Selon les estimations actuelles, 18,4% de la population est âgée de plus de 65 ans en Suisse, dont 5,1% ont plus de 80 ans ; les démographes s’attendent à voir un accroissement de cette population âgée pour atteindre 28,7% et 11,7%
respectivement (18, 19). Bien que l’handicap de l’édentulisme ne soit pas mortel comme certains maladies et conditions chroniques, il affecte directement les fonctions bucco- dentaires, ainsi que l'apparence du visage, la nutrition et la capacité de manger, de parler et de socialiser. Par conséquence l'édentulisme a un impact significatif sur la qualité de vie liée à la santé bucco-dentaire (20, 21, 22).
Les concepts de traitement dentaire pour les personnes âgées et les personnes médicalement compromises se concentrent sur la restauration de la mastication afin de rétablir la nutrition et ainsi améliorer l’apparence et la qualité de vie liée à la santé bucco- dentaire (QVLSD), (23, 24). Il s'avère que dans le contexte d'hospitalisation à long terme les personnes les plus vulnérables se trouvent soumises à des circonstances les plus défavorables. La santé bucco-dentaire en ce qui concerne l'hygiène buccale et l'hygiène des prothèses chez ces patients est souvent compromise et l'accès aux mesures préventives est rare. Dans ce contexte il est d'autant plus important de garder en tête que toute approche thérapeutique et le traitement qui y est associé doit non seulement répondre à un besoin immédiat mais durer et persister en cas de péjoration de l'état de santé et de perte d'autonomie (25, 26). Cet objectif est atteint lorsque les concepts de traitement sont peu invasifs réduisant la charge initiale du traitement et lorsque les approches promeuvent d'abord les mesures préventives, ensuite les procédures de réparation et seulement en dernière intention les interventions complexes lourdes. Cependant une réhabilitation minimale ou optimale est préférable à des procédures jugées invasives chez ces personnes d'un âge avancé ou les personnes présentant des conditions médicales défavorables (27, 28, 29).
En somme, il est préférable d’identifier et de cibler les pathologies associées à la perte de dents afin de les prévenir chez de tels individus à risque, et dans les cas ou une réhabilitation prothétique reste la dernière option de traitement, les approches simples, efficaces et durables du patient sont à privilégier aux traitements invasifs, couteux et à pronostic incertain (30, 31, 32) Un concept de traitement simple et efficace qui cible au rétablissement de l'ensemble des fonctions de l'appareil masticatoire chez la personne édentée, âgée ou
amovibles. D'où la nécessité de conserver le savoir faire et de fondre les approches thérapeutiques sur des preuves scientifiques lors de la mise en œuvre de ce concept et lors de la fabrication de ces prothèses dentaires (33, 34, 35, 36).
Concepts de base des prothèses totales
Quel mécanisme fait tenir une prothèse dentaire en bouche ? La problématique s'éclaircit grâce à un exemple tiré de la physique classique : l'adhésion de deux plaques en verre séparées par un liquide. Lorsque les deux plaques en verre humides sont pressées l'une contre l'autre, la force d'adhésion est d'autant plus grande que le liquide adhère aux deux parois. Il remplit ainsi l'espace intermédiaire, appelée capillaire, et forme une courbure qui dépasse au niveau des bords : le ménisque. Plus le ménisque résiste aux forces de déflection vers le centre de l'espace capillaire, plus il contribue à l'adhésion des deux plaques entre elles. Ainsi, toute force qui contribue à la séparation de ces surfaces a pour effet de réduire la pression existante dans l'espace capillaire provoquant ainsi une surpression à l'extérieur.
Cette surpression relative confère un pouvoir plus élevé d'adhésion en empêchant les deux plaques de se séparer (37, 38).
En bouche, cette analogie se manifeste par la muqueuse recouverte de salive, une fine couche continue de liquide biologique, sécrétée par les glandes salivaires. C'est cette même salive qui remplit l'espace capillaire entre la prothèse et la muqueuse. Les résines utilisées aujourd'hui pour la fabrication des bases des prothèses présentent un faible pouvoir de mouillabilité. Malgré cela, leur pouvoir de rétention peut être observée et est quantifiée comme non négligeable. Ainsi l'inégalité des pressions à l'origine du phénomène d'adhésion se manifeste en bouche par un effet de succion entre la prothèse et les muqueuses. L'effet de succion d'une prothèse lui confère une stabilité primaire en bouche.
Cependant, une prothèse doit résister à sa désinsertion non seulement en situation de repos mais essentiellement lorsque soumise à des contraintes, plus précisément lorsqu'elle est mise sous fonction. Le bon fonctionnement d'une prothèse se manifeste quand le patient parle, mange, sourit ; en d'autres termes quand la phonation, l'alimentation et les interactions sociales activent la musculature péri-orale. Toute activation de ces muscles risque de provoquer une déstabilisation de la prothèse, parce que le moindre déséquilibre en termes de pression résulterait en une perte de succion, et ainsi une perte de stabilité primaire de la prothèse (39, 40, 41).
À l'activité musculaire s'ajoute un autre facteur non-négligeable au sujet de la stabilité d'une prothèse en bouche : celui de la résilience des tissus. Prenant l'exemple d'une charge localisée sur un côté de la prothèse, par exemple lors d'une mastication unilatérale d'aliments. La charge est alors concentrée et se traduit par une compression locale de la muqueuse sous-jacente transmise par la base de la prothèse. Et plus la muqueuse se trouve comprimée à un endroit précis, plus le site opposé à la concentration de la charge se voit dépourvu de pression. Il en résulte un déséquilibre de la distribution des liquides interstitiels jusqu'à rupture de l'espace capillaire et ainsi perte totale de la stabilité primaire de la prothèse. Le phénomène de résilience explique alors non seulement pourquoi une prothèse soumise à des contraintes fonctionnelles subit une perte de stabilité primaire mais sera aussi de plus haute importance lorsqu'entreront en jeu les considérations de prise d'empreinte de cette même muqueuse résiliente (42, 43).
Toute force agissant localement sur la prothèse risque de provoquer une perte d'adhésion de cette même prothèse ; ceci en raison de la résilience de la muqueuse. Quel mécanisme confère donc de la stabilité à une prothèse soumise à des contraintes ? La réponse est à
muqueuse résiliente intimement attachée aux structures osseuses, et en muqueuse libre, également qualifiée comme zone d'action grâce à son potentiel d'être mobilisée lors de mouvements musculaires. Deux conséquences s'ensuivent : premièrement, une prothèse dont les bords dépassent dans la zone d'action bénéficie d'une barrière continue d'inégalité de pression. Cette barrière est maintenue grâce à l'activation musculaire mobilisant la muqueuse libre qui en revanche assure une tension continue le long des bords de la prothèse prévenant ainsi une rupture de l'espace capillaire sous-prothétique et s'opposant alors à une perte d'adhésion. La prothèse peut alors être qualifié comme prothèse à succion (44, 45).
Deuxièmement, les bords d'une prothèse en contact avec la muqueuse libre sont soumis à des contraintes musculaires. Pour éviter la désinsertion de la prothèse et assurer son adhésion le dépassement des bords vers la zone d'action doit être limité de sorte à ce que les muscles et leurs insertions entourant la prothèse puissent être activés librement sans perturber l'équilibre de la prothèse. Dorénavant, les bords de la prothèse deviennent fonctionnels et la prothèse même sera appelée prothèse fonctionnelle. Ce qui confère à la prothèse une stabilité, appelée secondaire ou bien de secours, assurant la bonne tenue de celle-ci lorsqu’elle est soumise à des contraintes musculaires (46).
Prise d'empreinte de l'arcade édentée
En présence de l’équilibre complexe d'une prothèse en milieu buccal, se pose la question de l'adaptation de la base de la prothèse aux tissus sous-jacents. La surface des tissus doit être relevée à l'aide d'un matériau plastique résultant en un moulage, appelé empreinte. Celle-ci peut être préliminaire ou secondaire, statique ou dynamique, ou encore fonctionnelle selon sa nature, c'est-à-dire, selon à quel moment elle est effectuée, à quel but, ou encore selon
quelle technique. L'obtention des bords fonctionnels représente notamment une étape critique. Dans ce contexte, les considérations précédentes font comprendre l'importance d'une prise d'empreinte adéquate en ce qui concerne la représentation exacte de l'anatomie statique et dynamique en bouche pour anticiper ainsi la perte d'adhésion de la prothèse particulièrement lorsqu’elle est soumise à des contraintes (47, 48).
Historiquement, un nombre d'écoles a essayé de répondre à la question de comment représenter la situation édentée en bouche de manière optimale à l'aide d'une empreinte et selon quelle technique. Certaines méthodes préconisent d'exercer de la pression, d'autres techniques optent pour une empreinte exempte de toute pression. On y ajoute les approches qui parlent de pression négative, ainsi que les techniques de pression sélective, les techniques prétendument basées sur l’anatomie de la bouche, d’autres basés sur des repères arbitraires ; à ne pas oublier les techniques qui postulent la nécessité d'étendre d'avantage les bords et celles qui au contraire les veulent en sous-extension. Les empreintes peuvent être faites bouche ouverte ou fermée, et même pendant la déglutition (49).
Les concepts de l'empreinte myo-statique, pour laquelle pas ou peu de pression est exercée sur la muqueuse et les tissus péri-oraux, et de l'empreinte myo-dynamique, qui demande une mobilisation des tissus musculaires par le patient lors de l'empreinte, évoluent essentiellement autour de la question si le mouvement de la musculature péri-orale devrait être mis en activation durant la prise d'empreinte. Le principal inconvénient de l’empreinte myo-statique est qu'elle mène à une sur-extension des futurs bords de la prothèse. Ceux-ci doivent être minutieusement raccourcis lors de la séance de la mise en bouche de la prothèse pour obtenir des bords fonctionnels de longueur correcte et adaptés au tissus péri- oraux. Comme avantage de cette technique on note un joint intrados fermé et donc étanche,
En revanche, si le patient effectue des mouvements lors de l’empreinte, il en résulte une étendue réduite mais fonctionnelle à hauteur des tissus péri-oraux. Le désavantage de cette méthode est que le joint intrados, suite au mouvement des tissus, se pourrait trouver légèrement ouvert. Une simple combinaison de ses deux approches permet cependant de rendre ces deux idées intéressantes et de rétablir une longueur correcte des bords fonctionnels tout en assurant l'étanchéité du joint périphérique: une empreinte en deux temps commençant par un modelage dynamique de la zone périphérique en contact avec les bords fonctionnels de la future prothèse en utilisant un matériau thermoplastique à fusion lente suivie d'une empreinte statique par une pâte à l'oxyde de zinc eugénol (50, 51).
Plus récemment, les produits élastiques du type polyéther ou polyvinylsiloxane ont gagné de la popularité parmi les praticiens, pour leur facilité d’usage et la bonne acceptation par les patients. Souvent ils permettent à renoncer à une procédure en deux étapes, ce qui est favorable à un raccourcissement des étapes cliniques. Néanmoins, leur viscosité est supérieure à celle de la pâte ZnOE, ce qui contribue à un joint intrados ouvert lors de la prise d’empreinte, et par conséquent de l’intrados de la prothèse définitive.
Une dernière question se pose quant aux détails de surface d'une empreinte, c'est à dire la précision avec laquelle une empreinte est capable de représenter l'état de surface des tissus édentés en bouche. Les tissus déplacés lors de la prise d'empreinte ont tendance à revenir à leur forme et leur position originales en raison de leur résilience. En conséquence, ils ont également tendance à déplacer la prothèse (52, 53, 54).
En conclusion, il reste à souligner que le sujet du choix des matériaux et des techniques d’empreinte, non seulement a su animer la discussion controversée des bonnes pratiques en médecine dentaire, mais depuis toujours a été une étape cruciale, peut-être même la plus
importante, lors de l'élaboration d'une prothèse totale. Voilà pourquoi ces considérations historiques, ensemble avec l'arrive de nouveaux matériaux et techniques d'empreinte, notamment celle des empreintes optiques, a mené au projet de recherche présenté par la suite.
PROJET DE RECHERCHE Contexte
Les mâchoires édentées présentent une anatomie complexe et une surface qui combine de la muqueuse mobile, pliable et attachée recouvrant les tissus osseux sous-jacents. Cette dernière se remodèle constamment sous fonction (55, 56, 57, 58, 59, 60). La rétention d'une prothèse totale amovible dépend, au moins au moment de son insertion, d'un contact intime de l'intrados de la prothèse aux tissus portant la prothèse, ainsi que sur l'adhésion physique par compression locale en présence d'un fin film de salive.
Dans ce contexte, différentes méthodes de prise d’empreintes ont été proposées pour la fabrication des prothèses totales (61). Le concept myo-statique est basé sur les principes fondamentaux de la loi de Pascal en dynamique des fluides (62, 63). La technique d'empreinte basée sur ce concept vise à enregistrer l'arcade édentée dans sa forme statique, donc sans aucun mouvement musculaire du patient lors de la prise du matériau d'empreinte.
La sur-extension de l'empreinte qui en résulte, bien qu’assurant une bonne succion de la prothèse finale, l’empêche de rester stable lorsque soumise à des contraintes musculaires.
Pour cette raison, la technique myo-dynamique souligne l'importance d'enregistrer les tissus sous fonction afin de préconiser un bord périphérique qui ne soit pas perturbé lors du mouvement musculaire (64, 65).
Indépendamment de la technique pratiquée, les objectifs de prise d'empreinte pour la fabrication de prothèses totales restent les mêmes (66, 67). Il s'agit de reproduire avec précision et justesse l'anatomie en bouche pour obtenir une base de prothèse parfaitement adaptée à la muqueuse de la crête édentée ainsi que les muscles adjacents (68). Une empreinte optimale est une empreinte qui est enregistrée lorsque les tissus sont dans une position non contrainte et également en enregistrant toutes les différentes positions sous fonction desdits tissus, à l'aide d'un enregistrement précis des extensions et dimensions périphériques (69).
La rétention primaire d'une prothèse totale dépend d'un joint intrados étanche et de l'adaptation intime de la base de la prothèse aux tissus sous-jacents (70). Le bord périphérique et la zone du joint postérieur confèrent à la prothèse totale une rétention secondaire ou «de secours» lorsque des forces de délogement sont exercées sur la prothèse.
Pour obtenir une rétention primaire et une rétention de secours, la technique d'empreinte maître, définie comme "gold standard" utilise une procédure de modelage du joint périphérique avec un matériau thermoplastique à bas point de fusion suivi d'une empreinte statique utilisant une pâte d'oxyde de zinc-eugénol (ZnOE) sans pression (71, 72).
Cependant, avec l’apparition de nouveaux matériaux d'empreintes et d'autres innovations technologiques, les cliniciens se sont éloignés de la technique "gold standard" et se sont tournés vers des matériaux d'empreintes de type élastomères, plus faciles à utiliser selon certains auteurs (73, 74, 75, 76), et encore plus récemment vers les techniques de balayage optique intra-oral (77, 78, 79, 80). Bien que les nouveaux matériaux / techniques semblent être cliniquement acceptables, leur exactitude en termes du bord périphérique et de l'étanchéité du joint intrados, de rétention et d'autres paramètres cliniques n'a pas été
confirmée (81, 82, 83). De plus, le balayage optique de la mâchoire édentée est en cours de développement et aucun protocole n'a été établi.
Le but de cette étude était donc d’évaluer la justesse des bords périphériques et joints intrados des empreintes maxillaires de prothèses totales, réalisées avec différents matériaux d'empreinte conventionnels, ainsi qu'une technique optique, en les comparant avec l’empreinte "gold standard". Le logiciel de comparaison 3D a été conçu sur mesure.
L'hypothèse nulle posée pour cette étude in silico était qu'il n'y avait aucune différence dans la justesse des bords périphériques et des joints intrados des empreintes maxillaires pour prothèses totales réalisées avec le matériau de référence ZnOE et les matériaux et techniques étudiés, respectivement.
Matériel et méthodes
L'approbation du comité d'éthique du canton de Genève a été obtenue (n ° CCER 2016- 01157). Douze participants (hommes = 8, femmes = 4; âge 68,5 ± 11,7) qui étaient édentés à la mâchoire supérieure ont participé à cette étude. Pour chaque participant, cinq empreintes ont été réalisées à l'aide de matériaux / techniques d'empreinte différents. Les cinq matériaux / techniques utilisées étaient:
• Un modelage dynamique du joint périphérique avec un matériau thermoplastique à bas point de fusion (Kerr Corp., États-Unis) suivie d'une empreinte statique à l'aide d'une pâte à l'oxyde de zinc eugénol (SS White, S.S. White Group, Gloucester, Angleterre), utilisant un porte-empreinte individualisé. Cette technique d'empreinte a été considérée comme "gold standard" et utilisée comme référence pour toutes les comparaisons (ZnOE).
• Une empreinte d'hydrocolloïde irréversible (Blueprint X-Crème, Dentsply Sirona, PA, États-Unis), utilisant une technique d'empreinte statique avec un porte-empreinte du commerce de type Schreinemakers (alginate).
• Une empreinte de polyvinylsiloxane (Aquasil Ultra + Medium, Dentsply Sirona, PA, États-Unis), utilisant un porte-empreinte fabriqué individuellement sur mesure.
L'enregistrement dynamique a été effectué pendant la prise d'empreinte en demandant au patient d'effectuer des mouvements fonctionnels selon Herbst des lèvres et des joues. Aucun matériau thermoplastique n'a été utilisé pour le modelage du joint périphérique (PVS).
• Une empreinte en polyvinylsiloxane modifié, où l’empreinte PVS mentionnée ci- dessus a bénéficiée d’une reprise sélective du joint périphérique avec de la pâte ZnOE. La reprise sélective n'a intéressé que les zones du joint intrados et a été appliqué sans mouvements du patient (PVSM).
• Une empreinte optique à l'aide d'un scanner intra-oral (3Shape A/S, Copenhague, Danemark) utilisant des rétracteurs de lèvres (OptraGate, Ivoclar Vivadent AG, Schaan, Liechtenstein).
Le protocole de la prise d'empreinte et des démarches de numérisation est décrit dans une publication antérieure de la même cohorte de patients (23).
Les fichiers *stl issus des analyses ont été importés dans un logiciel de comparaison 3D personnalisé (gbdiff_v_1_7.exe, Leitwert GmbH, Zurich, Suisse). Ce logiciel est équipé d'un algorithme spécial qui analyse les distances verticales et horizontales des empreintes numérisées. Chaque fichier *stl étudié a été superposé au fichier de contrôle ZnOE par le logiciel. Trois points de référence ont été initialement sélectionnés et ont aidé le logiciel à superposer les fichiers en conséquence (Figure 1).
Le logiciel a généré un nuage de points et 48 coupes axiales ont été générées sur cette surface de nuage de points (Figures 2 et 3).
Figure 1: Exemple de fichier aléatoire importé dans un logiciel de comparaison 3D personnalisé et sélection des points de référence.
Figure 2: Génération du nuage des points.
Le logiciel a calculé les différences verticales (D1) et horizontales (D2) pour chaque coupe des superpositions (Figure 4). D1 et D2 correspondent respectivement à l'extension du bord périphérique et à l'étanchéité du joint intrados (Figure 5).
Figure 3: Coupes axiales sur la surface du nuage des points.
Figure 5: Description des distances vectorielles verticales (D1) et horizontales (D2).
Figure 4: Calcul et visualisation des distances verticales (D1) et horizontales (D2) pour chaque tranche des superpositions.
Pour une interprétation plus significative des résultats, trois régions d'intérêts spécifiques (zones antérieure, buccale et postérieure) ainsi qu’une comparaison de l'ensemble de la surface ont été établies (Figure 6).
Le logiciel a ensuite dérivé la moyenne des racines au carré (RMS) des vecteurs entre les
Figure 6: Régions d’intérêts spécifiques: région antérieure (vert), régions buccales (bleue) et zone postérieure (rouge).
testés pour une distribution normale. Un test de Kruskall-Wallis pour échantillons indépendants non paramétriques a été utilisé pour des analyses statistiques avec un niveau de signification fixé à α = 0,05. Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide d'un logiciel statistique (SPSS Statistics, version 25, IBM Corporation, NY, États-Unis).
Résultats
Différence verticale (D1): extensions du bord périphérique
L'analyse de l'ensemble de la surface des fichiers d'empreinte a montré que la méthode PVSM était significativement plus vraie que les groupes alginate (p = 0,001), PVS (p = 0,019) et optique (p <0,001). La comparaison des autres groupes n'a révélé aucune différence significative (Figure 7).
Figure 7. Analyse de la différence verticale (D1) sur l'ensemble des zones analysées et différences significatives en utilisant RMS.
Dans la région antérieure, D1 était significativement plus vraie pour le groupe PVSM que pour les groupes alginate (p = 0,006), PVS (p = 0,018) et optique (p = 0,016). Il n'y avait pas de différences significatives entre les autres groupes (Figure 8; Tableau 1).
Figure 8. Analyse de la différence verticale (D1) dans la région antérieure et différences significatives en utilisant RMS.
Pour les régions buccales, le groupe PVSM était plus vrai que l’alginate (p = 0,047). Le groupe optique était significativement moins vrai que les groupes PVS (p = 0,029) et PVSM (p
<0,001). Il n'y avait pas de différences significatives entre le groupe optique et alginate pour D1 dans les segments buccaux (Figure 9).
Figure 9. Analyse de la différence verticale (D1) dans les régions buccales et différences significatives en utilisant RMS.
Les comparaisons n'ont révélé aucune différence significative entre les groupes dans les zones du joint postérieur pour D1 (Figure 10).
Figure 10. Analyse de la différence verticale (D1) dans la région du joint postérieure et différences significatives en utilisant RMS.
Différence horizontale (D2): étanchéité du joint intrados
L'analyse sur l'ensemble de la surface des fichiers d'empreinte, le groupe PVSM était plus vrai que les groupes alginate (p <0,001) et optique (p <0,001) (Figure 11; Tableau 1).
Figure 11. Analyse de la différence horizontale (D2) sur l'ensemble des zones analysées et différences significatives en utilisant RMS.
Le groupe PVS était également significativement plus vrai que le groupe optique (p = 0,015).
Il n'y avait aucune différence entre les comparaisons des autres groupes. Dans les régions antérieures, le groupe PVSM était plus vrai que les groupes alginate (p <0,001) et optique (p
<0,001). Il n'y avait pas de différences dans les autres groupes pour D2 dans les régions antérieures (Figure 12).
Figure 12. Analyse de la différence horizontale (D2) dans la région antérieure et différences significatives en utilisant RMS.
Pour les parties buccales, la technique PVSM était plus vraie que les groupes alginate (p = 0,001) et optique (p <0,001), et le groupe PVS était plus vrai que le groupe optique (p = 0,006), (Figure 13).
Figure 13. Analyse de la différence horizontale (D2) dans les régions buccales et différences significatives en utilisant RMS.
Il n'y avait pas de différences significatives dans les autres comparaisons. Aucune différence significative entre les groupes dans les zones du joint postérieur pour D2 a été mise en évidence (Figure 14).
Figure 14. Analyse de la différence horizontale (D2) dans la région du joint postérieure et différences significatives en utilisant RMS.
Tableau 1. Tableau descriptif montrant les moyennes des racines au carré (RMS), les écarts types (SD) des deux distances (D1-verticale; D2-horizontale) dans différentes régions des modalités d'empreinte examinés, avec également les valeurs minimale et maximale.
Région Groupe N RMS (moyenne±SD) Minimum Maximum
Ant D1 Alginate 12 2.65±2.34 0.93 9.11
PVS 12 2.24±2.24 0.83 9.06
PVSM 12 1.09±0.38 0.58 1.87
Optique 12 1.84±0.91 0.91 3.64
Ant D2 Alginate 12 2.53±2.00 0.61 7.8
PVS 12 1.71±1.98 0.49 7.48
PVSM 12 0.76±0.33 0.43 1.57
Optique 12 1.84±0.58 0.96 3.1
Buccal D1 Alginate 12 1.31±0.62 0.34 2.17
PVS 12 1.19±0.34 0.72 1.72
PVSM 12 0.92±0.35 0.52 1.73
Optique 12 1.97±0.83 0.74 3.57
Buccal D2 Alginate 12 2.11±1.13 0.77 3.97
PVS 12 1.31±0.79 0.54 3.54
PVSM 12 0.85±0.26 0.53 1.33
Optique 12 2.41±0.90 0.98 4.04
Joint post.
D1 Alginate 12 4.87±2.95 1.34 11.6
PVS 12 4.93±3.83 1.64 14.15
PVSM 12 3.81±2.54 1.28 8.51
Optique 12 6.60±2.85 1.92 10.67
Joint post.
D2 Alginate 12 8.24±5.56 2.75 22.58
PVS 12 8.39±5.21 1.21 16.05
PVSM 12 6.17±3.93 1.34 12.23
Optique 12 9.94±4.12 4.74 17.69
Ensemble D1 Alginate 12 2.16±1.48 0.87 6.23
PVS 12 1.84±1.42 0.88 6.19
PVSM 12 1.03±0.28 0.69 1.42
Optique 12 1.95±0.76 1.02 3.6
Ensemble D2 Alginate 12 2.39±1.47 0.7 5.87
PVS 12 1.64±1.65 0.72 6.63
PVSM 12 0.83±0.22 0.54 1.25
Optique 12 2.23±0.55 1.32 3.33
Discussion
La fabrication réussie de prothèses totales est irrévocablement liée à la prise d'empreinte précise et juste de l'anatomie complexe de la mâchoire édentée. Les philosophies de fabrication des empreintes, bien que différentes dans leurs approches, recherchent toujours des résultats similaires : une extension verticale correcte de l’empreinte définissant la longueur des bords de la prothèse finale et une adaptation intime de la surface intrados de la prothèse aux structures anatomiques sous-jacentes, en particulier une étanchéité du joint intrados assurant un bon effet de succion de la future prothèse (55, 56, 57, 84). En effet, un large éventail de matériaux et techniques d'empreinte est actuellement disponible pour marquer cet objectif (85).
La présente étude a comparé l’approche originale en deux étapes, l'enregistrement du joint périphérique à l'aide d'un matériau thermoplastique, suivi d'une empreinte de pâte d'oxyde de zinc-eugénol (ZnOE), avec différentes techniques actuellement pratiquées par les cliniciens qui incluent une approche utilisant un matériau d’empreinte hydro-colloïde irréversible, un matériau d'empreinte à base d'élastomères (PVS), une technique où l'empreinte PVS a été modifiée avec une reprise supplémentaire de la périphérie avec une empreinte sélective en ZnOE, et enfin une technique novatrice, l’empreinte optique.
Bien que l'attrait d'une approche en deux étapes réside dans sa longueur correcte des bords fonctionnels et son joint intérieur étanche, les cliniciens la trouvent souvent fastidieuse et longue. Ainsi, l'approche en une étape, associée à l'apparition de nouveaux matériaux d'empreinte, a gagné en popularité parmi les cliniciens du monde entier (66, 69, 86). Même si une longueur de bordure correcte peut être obtenue grâce à une empreinte en une étape, le défaut présumé dû à la viscosité élevée de ce produit, en termes d'absence d'adaptation
l’empreinte PVS en une étape en utilisant du ZnOE en guise de reprise sélective du joint périphérique, à la recherche d’un bord plus compressive et mieux ajustée dans cette zone.
Bien qu’il n’y ait pas de fusion chimique entre les deux produits, comme ce serait le cas entre deux élastomères, la pratique montre une adhésion suffisante pour effectuer la coulée du modèle de travail.
Finalement, cette étude a également inclus une empreinte optique, alors que de nouveaux protocoles numériques émergent et se frayent un chemin, si ce n’est encore le cas dans la pratique quotidienne, du moins dans les milieux universitaires (77, 78, 87). La beauté évidente des empreintes optiques provient de sa définition d'apparaître parfaitement mucostatique et de garantir une correspondance presque parfaite avec les tissus sous- jacents. De plus, aucun matériau d'empreinte ne doit être pris en compte pour sa précision et aucun modèle maître n'a besoin d'être coulée; minimisant ainsi les sources d'erreur possibles dans la prothèse finale. Il faut simplement garder à l'esprit que, dans les empreintes optiques actuelles, c'est le praticien / technicien qui définit arbitrairement la longueur de la bordure de la prothèse finale sur l'empreinte optique initiale et non l'étendue fonctionnelle exacte des tissus. En effet les résultats de nos expériences suggèrent que c’est le bord fonctionnel qui représente le maillon faible de cette technique novatrice. Les résultats de ce projet de recherche ont confirmé que la distance verticale des empreintes optiques était nettement moins conforme à l'empreinte de référence par rapport à la technique PVS et à la technique PVS modifiée. Comme la technique PVS modifiée s’est révélée être la plus proche de l’empreinte ZnOE de référence, suivie de l’approche PVS en une étape. Cette étude fournit des preuves solides qu'une reprise sélective du joint périphérique des empreintes PVS pourrait se traduire par une étanchéité de l’intrados plus élevée de la prothèse finale.
Bien que l'étude ait été réalisée en respectant rigoureusement les principes méthodologiques, il existe certaines limitations. Premièrement, cette étude est une étude in silico, ce qui signifie que seules les empreintes finales ont été analysées et non le résultat prothétique réel. Par conséquent, l’étude ne fournit que des preuves en termes d’empreinte.
Une autre évaluation de l'ajustement réel de la prothèse finale ou des surfaces intrados des prothèses finales n'a pas été étudiée ni comparée, respectivement. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer le résultat final après avoir pris une empreinte de mâchoire édentée, en particulier dans les protocoles, où les nouvelles empreintes optiques sont de la matière. Une procédure plus standardisée est particulièrement recommandée pour rechercher la longueur des bords des futures prothèses fabriquées à partir d'empreintes optiques.
Néanmoins, les résultats de cette étude aident les cliniciens à décider de la meilleure option pour prendre des empreintes de mâchoire édentées dans leur pratique quotidienne et ont tendance à donner quelques directives pour améliorer encore la fabrication de prothèses totales. Sur la base des résultats de cette étude, l'hypothèse de l'étude doit donc être rejetée, car la technique du PVSM était plus vraie que le reste des groupes d'empreinte.
Cette thèse de doctorat a permis de mener un projet dont la méthodologie a permis de tester et de prouver un nouveau concept lors de la fabrication de prothèse et d'incorporer une nouvelle approche numérique. L'amélioration des techniques établies grâce aux évidences scientifiques doit être au bénéfice des êtres humains, notamment au bénéfice des personnes les plus vulnérables. Elles sont plus sujettes à la précarité ou aux situations de vie difficiles, ce qui les prédispose à des conditions de santé compromise. L'arrivée des
l’objet du présent projet de recherche, s'insère dans un cadre plus large. L'ensemble des méthodologies numériques, en particulier les techniques de confection et fabrication assistées par ordinateur (CFAO), le fraisage et le prototypage rapide à l'aide d'impression 3D sont actuellement déjà le quotidien de la médecine dentaire. Ces technologies promettent d'aller vers un futur, où la fabrication des prothèses deviendrait plus équitable, avec une production plus durable de ces dernières. Ceci dans le but de préserver notre planète en épargnant nos ressources communes et en rendant la réhabilitation prothétique accessible aux personnes actuellement à l'écart des soins médicaux-dentaires de base.
Conclusion
Les résultats de ce projet de recherche ont révélé que la technique de prise d'empreinte au polyvinylsiloxane modifiée était la plus proche de l'empreinte témoin à l'oxyde de zinc- eugénol. Lors de l'utilisation d'un matériau d'empreinte en polyvinylsiloxane pour les empreintes maître des arcades édentées, il est conseillé de reprendre le joint intrados avec une pâte d'empreinte à l'oxyde de zinc eugénol. La prise d'empreinte maîtresse aux hydro- colloïdes irréversibles sans porte-empreintes individualisés doit être déconseillé. Les empreintes à l'aide de la technique du balayage optique intra-oral méritent encore des améliorations avant d’être recommandé comme technique de prise d’empreinte standard.
Financement / conflit d'intérêt
Ce projet de recherche a été entièrement réalisé avec les fonds de la division de gérodontologie et de prothèse adjointe à la clinique universitaire de médecine dentaire de l'Université de Genève, en Suisse. Le scanner de laboratoire utilisé dans cette étude a été acheté avec les fonds d'une subvention (Projet: 281-14) de la Société suisse des médecins-
dentistes (SSO). Les souhaitent également remercier Ivoclar Vivadent AG, Schaan, Liechtenstein, pour leur soutien et leur mise à disposition gratuite du logiciel de comparaison 3D, utilisé dans le cadre de cette étude.
La réalisation de ce projet n'a pas engendré de conflits d'intérêts.
REMERCIEMENTS
Je tiens à exprimer mes plus sincères remerciements au professeur Frauke Müller qui non seulement m'a fait confiance pour mener à bien ce projet de recherche, mais qui tout le long de ma formation m'a été une grande source d'inspiration en tant que chercheuse hautement décorée. Sans sa présence professionnelle et son soutient bienveillant ce projet n'aurait pas émergé sous sa forme finale.
Ma profonde gratitude, je la dois au professeur Murali Srinivasan qui n’a jamais manqué de me motiver le long de la réalisation de ce projet. Grâce à ses conseils précieux et son adossement amical ce projet a su mûrir à bien.
Je souhaite également remercier les personnes qui ont activement participé à la réalisation de ce projet. Tout d'abord ma collègue Najla Chebib pour la coopération clinique parfaitement sympathique et les échanges extrêmement riches en connaissances scientifiques, Monsieur Wolfgang Wachter pour les conseils avisés sur l’utilisation du logiciel et pour le temps précieux qu'il a consacré à l'élaboration de ce projet, le docteur Hyeonjong Lee d'avoir partagé ses larges connaissances informatiques, et le docteur Philippe Mojon pour son soutien bienveillant et ses conseils hautement compétents en ce qui concerne les analyses statistiques de ce projet.
Je remercie mes collègues de la division de gérodontologie et prothèse adjointe, en particulier Marie-Christine, notre bonne âme de division, mes amis à la clinique universitaire de médecine dentaire, notamment mon cher ami Christophe, qui par sa personnalité sincère et son caractère unique m'a été un modèle de rôle au cours de l'élaboration de ce projet.
Finalement, je prononce une grande reconnaissance envers ma famille, et j'adresse un dernier merci à mon cher mari, Ozan.
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ANNEXES
Prix de recherche
SSRD Research Award, 2nd place, présentation orale donnée le 10 novembre 2018 dans le cadre du congrès annuel de la Société Suisse de médecine dentaire reconstructive (SSRD) du 9 au 10 novembre, à Lausanne, Suisse.
Poster
Poster présenté le 21 juin 2019 dans le cadre du congrès annuel de l'Association
internationale en recherche dentaire (IADR) du 19 au 22 juin, à Vancouver, BC, Canada.
