Nanocomposites en dentisterie: nanohybride et microhybride

La question des matériaux composites de haute qualité utilisés pour restauration dentaire, a toujours été vif. Au dentaire matériaux composites des exigences élevées sont faites. Ils doivent avoir une résistance mécanique suffisante pour être utilisés non seulement sur les dents antérieures mais aussi sur les dents à mâcher.

Avoir de bonnes propriétés esthétiques, un faible retrait de polymérisation, un faible coefficient de dilatation thermique.

Soyez technologiquement avancé, facilitez la manipulation des nuances de couleurs. Il est devenu possible de combiner toutes ces propriétés dans une composition relativement récemment, après le développement et l'introduction de nouveaux matériaux de restauration dentaire, qui incluent des nanocomposites.

Que sont les nanocomposites ?

Les nanocomposites sont des matériaux multiphasiques dans lesquels au moins une phase (charge) a une taille de fraction de 0,1 à 100 nm (1 nanomètre est égal à 0,001 micron). Les matériaux nanocomposites dentaires sont généralement une combinaison d'une charge inorganique et d'une matrice organique.

Comme ces dernières, diverses résines sont utilisées avec des additifs - inhibiteurs de polymères, catalyseurs, photoinitiateurs, absorbeurs de lumière, colorants.

Avant l'avènement des nanotechnologies en dentisterie, les orthodontistes utilisaient déjà des formulations dont la taille des particules s'inscrivait à l'échelle nanométrique. Ce sont les composites dits microfiliques. Leur granulométrie moyenne est de 0,04 µm, ce qui correspond à 40 nm.

Cependant, en plus des propriétés positives - bonne aptitude au polissage, solidité des couleurs élevée et faible usure abrasive - les composites microfiliques présentent également des inconvénients importants. Le principal est une résistance mécanique insuffisante, qui ne permet pas leur utilisation pour le remplissage et la restauration des dents à mâcher. Un autre inconvénient de ces matériaux est l'adhérence des microparticules, ce qui conduit à une structure composite inhomogène.

En ce qui concerne les composites dentaires, il existe un tel modèle. Plus les particules de charge sont fines, plus sa polissabilité et son esthétique sont élevées, mais plus sa résistance est faible, et vice versa. Les scientifiques dentaires étaient constamment à la recherche de nouveaux matériaux pour briser ce cercle vicieux.

Le début de l'utilisation des nanocomposites en dentisterie a marqué une nouvelle ère dans le développement de compositions pour la restauration et le traitement des dents. Le premier composite nano-chargé a été présenté par 3M ESPE à Vienne lors du salon dentaire international à l'automne 2002.

Les principales propriétés des matériaux dentaires composites sont la taille des particules de charge et le degré de remplissage de la matrice. Le premier paramètre affecte la résistance à l'abrasion, la polissabilité, la stabilité de la couleur. Le degré de remplissage détermine la résistance, la dilatation thermique et le retrait de polymérisation du composite.

Le degré de remplissage des composites microfiliques traditionnels est de 35 à 60 % en poids. Il s'agit d'une valeur faible, qui ne permet pas d'obtenir un matériau avec les propriétés de résistance requises. En dentisterie, les nanocomposites sont des composés hautement chargés (plus de 60 %), ce qui permet de les utiliser pour la restauration non seulement des dents antérieures, mais également des dents à mâcher.

Les formulations dentaires traditionnelles et les nanocomposites se comportent différemment lors de l'utilisation. Les premiers ont des particules de charge quittant la surface sous l'action d'une charge abrasive la dent restaurée, laisse derrière elle de petits cratères qui réduisent la brillance et l'esthétique endroit rénové. Lorsque les nanocomposites sont abrasés, en raison de leur petite taille de particule, il ne se forme pas de cratère, grâce à quoi la brillance et l'apparence de la dent ne changent pas.

Au début, la nanotechnologie n'était utilisée qu'en dentisterie pour fabriquer des adhésifs. Par la suite, ils ont commencé à être utilisés pour la production de compositions de restauration et de remplissage.

Types de nanocomposites

Les principales différences entre ces compositions sont déterminées par le type, la taille et la structure de la charge. Sont utilisés comme matières premières pour la production de nanoparticules :

• silicate de titane;
• quartz;
• silicate de zirconium;
• sels lourds;
• polymères;
• certains oxydes métalliques.

Selon la structure et la taille de la charge, on distingue deux grands groupes de nanocomposites :

• les compositions nanohybrides, qui sont une modification des composites microhybrides (microfiliques) traditionnels en introduisant des nanoparticules dans leur structure ;
• de véritables nanocomposites à base uniquement de nanocharges.

Les nanocomposites diffèrent également par :

• méthode de polymérisation (chimiquement ou photopolymérisable);
• forme de libération (en seringues ou en capsules);
• le nombre de nuances de couleurs;
• transparence et un certain nombre d'autres fonctionnalités.

Composites nanohybrides

Les composites microhybrides traditionnels contiennent des particules petites (environ 0,04 m) et grandes (jusqu'à 1 m). En raison de la tendance au collage, les fines particules sont inégalement réparties dans la matrice, ce qui entraîne une détérioration de l'aptitude au polissage et une diminution de l'esthétique. Pour éliminer cet inconvénient, des nanoparticules d'une taille de 20 à 70 nm ont été introduites dans le composite traditionnel. Contrairement à la fraction fine des composites conventionnels, les nanoparticules ne collent pas entre elles et sont uniformément réparties sur la matrice. Cela garantit l'homogénéité de la composition.

À la suite de la modification, des composites nanohybrides sont obtenus, qui, par rapport aux matériaux traditionnels, ont une résistance plus élevée et des caractéristiques esthétiques améliorées. Les grosses particules confèrent une résistance élevée au composite. La fraction fine, qui comble les espaces entre les fractions grossières, offre une excellente polissabilité et une haute esthétique du site de restauration.

Les derniers nanocomposites (Estet-X, par exemple) contiennent 3 tailles de charge - midparticules, miniparticules et nanoparticules. Le rapport de ces phases est strictement contrôlé. De telles compositions sont appelées "microarray".

Véritables nanocomposites

Les composites dentaires les plus prometteurs sont ceux dont la totalité de la charge est constituée de nanoparticules. De telles compositions sont appelées "true" ou "nanocluster".

Les nanoparticules dans les vrais composites sont présentes en 2 types.

• sous forme de nanomères avec des tailles de 20... 75 nm.
• sous forme de nanoclusters dont les tailles varient de 0,6 à 1,4 microns.

Les nanoclusters ne sont rien de plus que des agglomérations de nanomères. Les technologies existantes permettent de contrôler leur taille et leur structure. Ceci est très important car les propriétés fondamentales des nanocomposites dentaires en dépendent. La résistance est fournie par les grosses particules, tandis que la polissabilité et l'aspect esthétique sont fournis par les petites particules. En contrôlant la taille et la distribution des grandes et petites nanoparticules dans la matrice, il est possible d'obtenir un matériau avec les propriétés souhaitées.

Les composites Nanocluster ont un remplissage très élevé - jusqu'à 87%. Il en résulte une bonne résistance et un faible retrait du matériau. Dans le même temps, la polissabilité, la résistance à l'usure abrasive et l'esthétique des dents restaurées restent élevées. Au cours du processus d'usure, les nanoclusters s'usent progressivement, se séparant d'eux-mêmes à l'échelle nanométrique. Par conséquent, il n'y a pas de cavités visibles à la surface du matériau, comme c'est le cas avec les compositions composites traditionnelles.

Propriétés et fonctionnalités

Le développement des nanocomposites a permis de sortir du cercle vicieux qui existait auparavant par rapport aux compositions dentaires, lorsque l'atteinte de paramètres esthétiques élevés a été obtenue au prix d'une réduction force, et vice versa. Vous pouvez maintenant combiner les propriétés requises dans un seul matériau.

Les nanocomposites se distinguent par :

• haute résistance et fiabilité de la restauration;
• excellente polissabilité, rétention du brillant à sec à long terme.
• faible retrait lors de la polymérisation - 1,6 à 1,9%, ce qui est nettement inférieur à celui des composites traditionnels;
• haut degré de remplissage de la matrice - jusqu'à 87% en poids;
• aptitude à la fabrication, bonnes propriétés de manipulation ;
• un grand nombre de nuances de couleurs.

Les inconvénients comprennent le prix élevé et une connaissance insuffisante des manifestations cliniques.

Le domaine d'utilisation des nanocomposites est pratiquement illimité. Ils sont utilisés pour :

• remplir toutes les cavités carieuses;
• restauration des défauts de l'émail en cas d'érosion fragmentaire ;
• restauration de l'esthétique dents antérieures;
• installations obturations temporaires;
• superpositions droites placages;
• attelle de dents;
• restauration de métal-plastique et couronnes céramo-métalliques et facettes;
• fabrication de revêtements et d'incrustations;
• accumulation de moignons de dents sur les goupilles d'ancrage;
• comme scellant.

Pour la polymérisation, on utilise principalement une irradiation lumineuse.

Fabricants de nanocomposites

Parmi les fabricants qui produisent le matériau, on peut distinguer ces marques étrangères.

ZM ESPE

ZM ESPE (USA) est l'un des leaders dans le développement de solutions innovantes dans le domaine de la dentisterie. L'entreprise produit des matériaux et des instruments pour l'orthopédie et la thérapie dentaire.

Le matériau de restauration Filtek Supreme XT appartient aux véritables nanocomposites, c'est-à-dire que seules les nanoparticules sont utilisées comme charge. La composition a des propriétés de polissage et de résistance élevées, conserve une brillance sèche pendant longtemps. Il est utilisé dans la restauration des unités de mastication et des unités dentaires antérieures, la fabrication de facettes directes, les attelles et la formation de moignons dentaires.

Dentsply

La société américaine DENTSPLY vend ses produits dans 120 pays.

L'un des produits est la formulation nano-hybride Ceram X, qui utilise des céramiques et des nanoparticules comme charges.

Le but principal est la restauration antérieure. Une transparence uniforme et des caractéristiques esthétiques élevées sont obtenues avec un nombre minimum de nuances de couleurs.

Voco

La société VOCO (Allemagne) produit des matériaux pour la dentisterie orthopédique, restauratrice et préventive. Les produits VOCO sont achetés dans plus de 100 pays à travers le monde.

Le composite Grandio est fabriqué à l'aide de la nanotechnologie pour atteindre 87 % de plénitude en poids. Le méthacrylate est utilisé comme matrice. Le durcissement se fait à la lumière halogène. La composition est disponible en capsules et en seringues. Grandio VOCO répond à toutes les exigences des nanocomposites dentaires modernes.

Vivadent

Initialement une entreprise suisse, et maintenant un syndicat international, Vivadent produit une large gamme de composés dentaires réparateurs et thérapeutiques, les fournissant à 120 pays à travers le monde.

L'un des produits de la société, le composite photopolymérisable nanohybride Tetric EvoCeram, est conçu pour le remplissage et la restauration des unités dentaires antérieures et de mastication. L'option de code de teinte facilite le travail du dentiste et maximise l'effet esthétique.

Kerr

L'entreprise du même nom, fondée aux États-Unis en 1891 par les frères Kerr, est aujourd'hui devenue une entreprise internationale produisant des produits très demandés dans de nombreux pays du monde. Y compris en Russie.

La composition nanohybride de prémisse contient des particules de 3 tailles - nanofiller 0,02 microns, charge de verre 0,4 microns et particules polymérisées 30-50 microns. Cela a permis d'assurer un remplissage élevé (84 %) et un faible retrait (1,6 %) du composite.

Pentron

Le composite nanohybride Simile de Pentron est un matériau polyvalent pour le traitement et la restauration des dents postérieures et antérieures.

Le composite a une résistance élevée, une excellente polissabilité et de nombreuses nuances, vous permettant d'obtenir une harmonie de couleur absolue avec l'émail naturel de la dent.

Groupe Dentaire Schiitz

La société allemande Schiitz Dental Group, en plus de nombreux autres matériaux pour la dentisterie, produit le nanocomposite de restauration NanoPaq. La résistance et la fiabilité exceptionnelles de la restauration sont assurées par un taux de remplissage élevé pouvant atteindre 82 %.

La composition de NanoPaq a 4 classes de transparence - hautement transparente, faiblement transparente, moyennement transparente et complètement mate. La technologie de fabrication nanocomposite permet de contrôler le niveau de transparence avec la possibilité d'obtenir n'importe quelle version intermédiaire.

Conclusion

Restauration dentaire moderne et matériaux de remplissage, qui comprennent principalement des nanocomposites, ouvrent de larges opportunités pour les dentistes et les orthodontistes dans le traitement, la restauration et la correction des dents antérieures et postérieures.

Grâce à la nanocharge, un ensemble de caractéristiques est fourni qui ne peut pas être obtenu avec des formulations traditionnelles. Les principaux sont une polissabilité élevée, une résistance mécanique, une résistance à l'abrasion, des qualités esthétiques idéales.