Matériaux composites en dentisterie: chimiques, légers, fluides, microchargés

Les composites dentaires sont des compositions polymériques polyphasiques de différentes viscosités utilisées pour le traitement et la restauration des dents.

Ils comprennent une matrice organique, une charge inorganique (elle doit être d'au moins 50 % en poids) et du silane (hydrure de silicium, qui joue le rôle de liant entre la charge et la matrice).

La matrice est la base composite, son squelette, qui abrite tous les autres composants. Il détermine les principales propriétés - biocompatibilité, caractéristiques adhésives, plasticité. Affecte la stabilité de la couleur, la résistance, le retrait de polymérisation.

La matrice est à base de résines polymères - méthacrylate de décanediol, méthacrylate de bisphénol glycidyle, méthacrylate d'urentanediméthyle et autres. Pour conférer les propriétés nécessaires, des additifs sont introduits dans la résine.

1. Inhibiteurs de polymérisation. Ils augmentent le temps de travail, augmentent la durée de conservation.
2. Catalyseurs. Le processus de polymérisation est lancé. Les cocatalyseurs assurent un durcissement chimique. Les photoinitiateurs sont responsables de la polymérisation des formulations photopolymérisables.
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3. Absorbeurs UVL (stabilisants UV). Empêche la décoloration causée par la lumière du soleil.

La charge est présente dans la substance sous forme de particules, uniformément réparties dans la résine. Leur type, leur taille et leur forme déterminent l'absorption d'eau, la radio-opacité, la résistance, le retrait et la résistance à l'abrasion.

Le mastic est composé des matériaux suivants :

• un verre;
• silice;
• broyé polymérisé;
• silicate de titane et de zirconium;
• quartz;
• sels lourds;
• certains oxydes métalliques.

Le silane est une substance bifonctionnelle qui assure une liaison entre une matrice organique et une charge inorganique. Sa présence est une caractéristique des substances dentaires qui les distinguent des plastiques.

Classification des composites

Complexité et ramification de la classification matériaux dentaires en raison d'un large assortiment, d'une mise à jour constante, d'une variété de types et de formes de ses composants.

Le classement prend en compte :

• composition chimique;
• la taille de la fraction de charge ;
• composition des particules;
• degré de remplissage;
• méthode de durcissement;
• cohérence;
• rendez-vous.

Composition chimique

Selon la composition chimique de la matrice, les composites sont subdivisés en :

• traditionnel;
• ou fumeurs.

Ce dernier signifie « céramiques organiquement modifiées ». Il s'agit d'un nouveau type de formulation dentaire qui a évolué à partir d'améliorations et de modifications apportées aux matrices traditionnelles.

Les ormockers ont une compatibilité biologique accrue (la quantité de monomères libres qu'ils contiennent est réduite à minimum), faible retrait (1,9%), liaison plus forte avec la charge et haute physique et mécanique caractéristiques.

Tailles des particules de remplissage

Ce paramètre affecte des propriétés aussi importantes que la résistance à l'usure et l'aptitude au polissage. Plus les grains de charge sont petits, plus la résistance à l'usure est élevée et plus le brillant à sec dure longtemps.

De grandes fractions (plus de 0,1 micron) sont obtenues à partir de sels métalliques - aluminium, baryum, lithium, strontium, titane, ainsi que verre et quartz. La nanocharge est constituée de dioxyde de silicium. Si le matériau contient une charge avec des granulométries différentes, la valeur moyenne est indiquée dans la description de celle-ci.

Il existe les types de substances suivants en fonction de la taille des particules de charge.

• microchargé - la taille des grains varie de 0,04 à 0,4 microns ;
• mini-rempli - 1-5 microns;
• macro-rempli - 8 microns et plus;
• microhybride - il existe 2 types de charges - avec des tailles de particules de 1 à 5 microns et de 0,04 à 0,1 micron;
• macrohybride - 8-12 microns et 0,04-0,1 microns;
• compositions hybrides remplies au maximum (totalement exécutées) - 0,01-0,1 microns, 1-5 microns, 8-5 microns, 1-5 microns;
• nanochargé (nanocluster) - jusqu'à 100 nm;
• nanohybride - un mélange de tailles 0,004-3 microns.

Composition des particules

Il a été découvert que l'utilisation simultanée de particules de charge grossières et fines améliore la résistance à l'abrasion, la résistance et l'ajustement des bords. Il rapproche également la valeur de sa dilatation thermique des valeurs qu'ont les tissus dentaires.

Par le type de combinaison de tailles de particules, on distingue :

1. Homogène (microrempli, macrorempli, minirempli).
2. Hétérogène (micro- et macrohybride, nanohybride, rempli au maximum).
3. Totalement exécuté (comprend des particules de différentes tailles - micro, macro, mini). Le degré de remplissage de ces matériaux est de 80-90%, le retrait est de 1,7-2,0%.

Degré de remplissage

Les composites pour la dentisterie sont caractérisés par le remplissage - le poids ou le contenu volumétrique du remplissage dans la matrice, exprimé en pourcentage. Le degré de remplissage détermine de nombreuses propriétés - retrait, radio-opacité, caractéristiques optiques, résistance. Plus la plénitude est élevée, plus la substance est forte, plus le retrait est faible, meilleure est la radio-opacité. Selon le degré de plénitude, les substances sont divisées en:

• hautement chargé - au-dessus de 70% en poids;
• moyen rempli - 65-75%;
• faiblement rempli - moins de 65%.

Méthode de durcissement

Le processus de polymérisation (durcissement) de la matrice consiste en la transformation de composés de bas poids moléculaire (monomères) en composés de grand poids moléculaire (polymères). La réaction a lieu en raison des radicaux libres formés lorsque l'initiateur de polymérisation est activé.

Pendant le durcissement, le composite rétrécit en volume, sa densité augmente, ce qui conduit à un retrait de 2-6%. La diminution de volume est due à la diminution de la distance entre les monomères. La réaction de durcissement est déclenchée par une substance spéciale - un initiateur, selon le type d'activation dont toutes les substances dentaires sont divisées en :

• léger;
• chimique;
• double durcissement.

Pour la polymérisation des matériaux photopolymérisables, on utilise de la camphorquinone, de la lucérine, de la phényl-propanedione. Dans les substances à durcissement chimique, on utilise du peroxyde de benzène et des amines.

Le type d'initiateur de photopolymérisation détermine la source lumineuse. En particulier, les matériaux contenant de la lucérine sont mal polymérisés par les lampes à plasma et à diode. Les substances modernes contiennent plusieurs initiateurs, ce qui permet d'utiliser différentes sources lumineuses pour la polymérisation.

Cohérence

Outre les mélanges pâteux, des mélanges fluides sont également utilisés. Pour leur fabrication, des matrices modifiées avec des résines à haut débit sont utilisées.

Selon le degré de densité, on les distingue :

• viscosité normale;
• fluide (subdivisé en fluide faible, moyen et élevé);
• compressible ou condensable (haute densité).

Rendez-vous

En raison du fait que les dents antérieures et postérieures subissent des charges différentes, les substances utilisées pour leur restauration peuvent différer considérablement dans leurs caractéristiques. Selon le but, les composites sont subdivisés en compositions:

• pour le traitement des dents latérales (à mâcher);
• pour la restauration des dents antérieures;
• matériaux polyvalents utilisés pour restaurer les dents antérieures et postérieures.

Propriétés des composites

Les composites présentent un certain nombre de caractéristiques technologiques et opérationnelles définies par le fabricant. Il est impossible de les changer, donc le seul moyen de trouver le bon matériau est de bien se renseigner sur les paramètres d'une composition particulière.

Les principales propriétés des substances dentaires :

1. Résistance à la compression / traction. Il varie en fonction de la plénitude et de la consistance. Pour les compositions compressibles les plus durables, il atteint 450 MPa, pour les compositions fluides, il diminue à 220 MPa.
2. Résistance à l'usure. On observe le schéma suivant: plus les grains de charge sont fins, plus la résistance à l'usure est élevée.
3. Propriétés optiques (opacité, opalescence, etc.). L'opacité est la capacité de piéger la lumière visible, c'est-à-dire l'opacité, l'opacité du matériau.
4. Radio-opacité. Déterminé par le type et la quantité de charge. Exprimé en pourcentage de la valeur de référence - la radio-opacité d'une plaque d'aluminium de 1 mm d'épaisseur. Par exemple, la radio-opacité de l'émail est de 230 %, la dentine est de 150 %. En général, ce paramètre varie de 130 % pour les fluides à 350 % pour la dentine. nanocomposites. La radio-opacité élevée rend le matériau bien visible sur les images radiographiques, augmente la précision du diagnostic.
5. Retrait de polymérisation. Le retrait minimum possible est de 1,6%, le plus élevé est de 5,5%. La plupart des substances ont un rétrécissement de 2 à 3 %. Sa valeur dépend principalement de la plénitude. Pour les formulations fluides, il est en moyenne de 3,5 à 5 %, pour les formulations à usage unique et compressibles de 1,7 à 2 %.
6. Thixotropie - un changement de viscosité sous une charge mécanique, une augmentation de la fluidité lorsqu'une charge est appliquée et une augmentation de la viscosité au repos.
7. Dilatation thermique. Idéalement, il devrait être égal à la dilatation thermique du tissu dentaire.
8. Élasticité. Il caractérise la résistance d'un matériau à la compression et à la traction lors d'une déformation élastique. Toutes les substances composites sont plus élastiques que les tissus dentaires durs. Les compositions fluides et microfiliques ont un module d'élasticité inférieur.
9. Biocompatibilité. Dépend principalement du volume de monomère résiduel (non polymérisé). Son niveau est réglementé par les normes internationales (ISO). Il est impossible d'obtenir une polymérisation à 100 %. Les produits photopolymérisables ont un volume de monomère résiduel inférieur à celui des produits photopolymérisables. Après une polymérisation appropriée, toutes les formulations modernes sont non toxiques.
10. Propriétés de travail. Ils sont composés d'un certain nombre de facteurs - rapidité et commodité de travail avec des composites, efficacité, polyvalence. La commodité du travail, à son tour, dépend de la viscosité, du type d'emballage et d'autres caractéristiques qui affectent la facilité d'insertion dans la cavité de la dent, sa distribution et la modélisation.
11. Esthétique. Elle est déterminée par la polissabilité, la durée de conservation du brillant à sec, le nombre de nuances de couleurs. Les plus esthétiques sont les gyomères et nanocompositesavec plus de 40 nuances de couleurs. Grâce à cela, il est possible d'imiter le plus fidèlement possible la teinte de la dent et de son émail.

Matériaux de durcissement chimique

Les composites à polymérisation chimique sont principalement représentés par des compositions hybrides et microchargées. Forme de libération - "liquide/poudre" ou "pâte/pâte".

Avantages des formulations durcies chimiquement :

• faible rétrécissement à écoulement doux;
• bonne apparence;
• peu de temps nécessaire à la restauration.

Désavantages:

• la nécessité d'un dosage précis ;
• temps de travail limité;
• faible polissabilité et solidité des couleurs par rapport à la photopolymérisation ;
• facilité de travail réduite;
• quantité relativement importante de monomère n'ayant pas réagi.

Le système adhésif à substance durcissable chimiquement est conçu pour lier le matériau à l'émail de la dent plutôt qu'à la dentine. Pour s'adapter à ce dernier, on utilise soit un tampon isolant, soit un système adhésif universel émail-dentine.

Matériaux photopolymérisables

Les composites photopolymérisables sont disponibles sous forme de pâte à un composant ou de substance fluide. L'initiateur de la polymérisation est un composant absorbant la lumière, le plus souvent la camphorquinone. Lorsqu'il est irradié avec de la lumière, des radicaux libres se forment, à cause desquels la polymérisation se produit.

Avantages :

• il n'est pas nécessaire de mélanger et d'assurer l'homogénéité du mélange ;
• la restauration peut être modelée avant polymérisation ;
• haute esthétique et solidité des couleurs (en raison de l'absence d'additifs de durcissement).

Le principal inconvénient des mélanges photopolymérisables est l'inhomogénéité du degré et de la profondeur de polymérisation, qui dépend de la transparence et de la nuance de couleur, ainsi que de la puissance de la source lumineuse.

Pour améliorer la qualité de la polymérisation, réduire le retrait et les contraintes, une application couche par couche est utilisée.

Les substances photodurcissables sont généralement incompatibles avec les substances chimiquement durcissables.

Macroremplie

L'histoire des composites dentaires a commencé avec des mélanges macro-chargés. Par conséquent, il est tout à fait naturel qu'à certains égards, ils soient inférieurs à leurs adeptes. Mais ils ont aussi des avantages :

• haute résistance;
• radio-opacité satisfaisante ;
• bonnes propriétés optiques.

Mais il y a encore plus d'inconvénients:

• mauvaise polissabilité, manque de brillance à sec;
• grande rugosité de la surface de remplissage;
• formation de plaques;
• faible solidité des couleurs.

Tout cela conduit à une diminution de l'esthétique de la restauration et à une usure relativement rapide de la matrice, à partir de laquelle des particules individuelles sont exfoliées, laissant derrière elles des cratères. L'usure accélérée de l'obturation provoque une modification du plan d'occlusion et un déplacement (migration) des dents.

Microrempli

Les composites microchargés (microfiliques) ont été développés il y a près de 50 ans. Pour leur époque, ils représentaient une véritable percée dans la technologie de restauration, car ils assuraient une excellente polissabilité et une haute esthétique de la restauration.

Initialement, les substances microchargées avaient une taille de particule d'environ 1 micron. Elle n'est actuellement que de 0,04 micron. Les compositions microfiliques sont principalement utilisées pour la restauration d'unités dentaires antérieures et la fabrication de facettes directes.

Avantages :

• solidité des couleurs, polissabilité et résistance à l'usure élevées;
• surface brillante durable;
• bonne esthétique.

Désavantages:

• résistance relativement faible;
• retrait de polymérisation et dilatation thermique importants.

Matériaux fluides

Les fluides fluides sont principalement utilisés pour le remplissage de petites cavités carieuses, ainsi que là où une adhérence marginale de haute qualité et une compensation du retrait de polymérisation sont requises.

Avantages des composites fluides :

• petit module d'élasticité;
• facilité d'utilisation;
• bonne polissabilité et esthétique.

Désavantages:

• force insuffisante;
• retrait important :
• faible radio-opacité.

Hybride

Les formulations hybrides sont les plus utilisées aujourd'hui matériel dentaire. En grande partie grâce à sa polyvalence. La limitation d'utilisation n'existe que pour les caries carieuses, auxquelles l'accès est difficile, et donc une substance de consistance différente est requise.

Avantages :

• Polyvalence;
• la commodité d'utilisation;
• haute résistance;
• esthétique accrue;
• radio-opacité suffisante.

Désavantages:

• retrait moyen ou supérieur à la moyenne ;
• module d'élasticité important;
• prix pas toujours abordable.

Nanocomposites

Les compositions de nanocluster sont considérées comme le groupe de matériaux de restauration le plus prometteur. Leur particularité est l'utilisation d'une charge constituée de nanoparticules (nanomeres et nanoclusters), qui assurent l'homogénéité et un haut remplissage de la matrice.

Avantages des nanocomposites :

• haute esthétique, fournie par une excellente polissabilité et un brillant à sec de longue durée;
• propriétés de résistance acceptables;
• faible retrait.

Désavantages:

• prix important;
• connaissance insuffisante des résultats de la restauration.

Ormockers

L'émergence des céramiques organiquement modifiées est le résultat de la recherche de matériaux à faible retrait de polymérisation et à longue durée de vie. La modification de la matrice a permis d'augmenter la densité du composite, de réduire son retrait (inférieur à 2 %) et d'atteindre le minimum de monomère résiduel. En termes d'autres caractéristiques, les ormokers sont proches des hybrides.

Avantages des Ormokers :

• faible retrait;
• absence pratique de monomère résiduel;
• haute résistance;
• bonne esthétique.

Désavantages:

• esthétique de bas niveau;
• prix élevé;
• connaissances insuffisantes.

Exigences pour les composites

La possibilité de remplissage direct à l'aide de composites dentaires a considérablement élargi les possibilités restauration dentaire. Les substances polymères modernes ont une adhérence élevée aux dents, ce qui n'est pas inférieur à la connexion des tissus dentaires entre eux.

Les composites polymères sont inertes et non toxiques, ce qui permet de les utiliser sans espaceurs isolants. Un avantage important des matériaux est la capacité d'une forme non polymérisée (visqueuse) à se combiner avec une forme polymérisée (durcie).

Les principales caractéristiques des substances s'améliorent constamment - la thixotropie augmente, retrait de polymérisation, de nouvelles nuances de couleur sont ajoutées, résistance à la compression, résistance à la traction et abrasion.

Cependant, malgré toutes ces avancées de développement, le matériau idéal n'a pas encore été créé. Pour résoudre avec succès les problèmes de restauration dentaire, les composites utilisés doivent avoir les propriétés suivantes.

1. Radio-opacité élevée des matériaux utilisés pour le remplissage des dents à mâcher.
2. Bonne adhérence aux tissus dentaires, assurant une parfaite étanchéité des cavités internes des dents restaurées.
3. Haute résistance à la compression et à la traction, résistance à l'abrasion. Ces propriétés sont particulièrement importantes pour les matériaux utilisés pour le remplissage des dents à mâcher, car pendant le processus de mastication, des charges très importantes sont créées sur le remplissage, atteignant 70 kg.
4. Facilité et facilité d'utilisation. La substance doit être facilement introduite dans la cavité carieuse et ne pas créer de problèmes lors de la formation de l'obturation.
5. Biocompatibilité avec la cavité buccale et les tissus dentaires. Les substances ne doivent pas contenir de substances irritantes pour les muqueuses et la pulpe.
6. Possibilité de stockage à long terme sans détérioration des propriétés.
7. Absence d'effets sensibilisants sur le médecin et le patient.
8. Correspondance maximale de la couleur, de la brillance, de la transparence du matériau polymérisé aux tissus dentaires naturels. Préservation de la stabilité des couleurs.
9. La proximité des caractéristiques physiques (conductivité thermique, dilatation thermique, etc.) avec celles du tissu dentaire.
10. Polyvalence. La capacité d'utiliser la même substance dans différents contextes cliniques. Aujourd'hui, les plus polyvalents sont les ormokers et les composites hybrides.
11. Disponibilité.

Les composites polymères dentaires rivalisent avec succès avec d'autres composés d'obturation. Leurs avantages comprennent une résistance élevée, une résistance à l'usure, de bonnes qualités esthétiques, une faible polymérisation retrait, polyvalence, leur permettant d'être utilisés dans diverses situations cliniques, sur le front et la mastication les dents.

Il ne fait aucun doute que dans un proche avenir, il y aura de nouveaux matériaux qui satisferont au maximum aux exigences d'un composite « idéal ».