22èmes Journées Scientifiques du Collège Français de Biomatériaux DentairesNancy, 26 - 27 mai 2005

Contrainte de Contraction des Composites : Influence du Type de Produit

Docteur Christophe CHARTON12

Docteur Christophe AMORY1

Docteur Pierre COLON3

Professeur Fernand PLA2

1. Département d'Odontologie Conservatrice - Endodontie de la Faculté d'Odontologie de Nancy2. Laboratoire des Sciences du Génie Chimique - UPR 6811 - INPL - ENSIC de NANCY3. UFR d'Odontologie de Paris VII

1. INTRODUCTION 2005

CONTRACTION VOLUMIQUE

(Shrinkage Strain)

CONTRAINTE DE CONTRACTION

(Shrinkage Stress)

VS

DIETSCHI D. et SPREAFICO R.

Restaurations Esthétiques Collées

Quintessence International ; 1997

NOTION CLINIQUE

Etanchéité marginale - - -

20051. INTRODUCTIONCOMPOSITES RIGIDES : les moins performants…

NOTION FONDAMENTALE

Contraintes + + +

● Kemp-Scholte C.M. et Davidson C.L., 1988

● Koike T. et coll., 2002

● Feilzer et coll., 1993

● Pearson J.D. et Bouschlicher M.R., 2002

● Bouschlicher M.R. et coll., 1997

● Lim B.S.et coll., 2002

● Condon J.R.et Ferracane J.L., 2000

20051. INTRODUCTIONOBJECTIFS

Composite Rigide Contrainte de Contraction

1.1. Système de mesure des contraintes de contraction

1.2. Détermination du taux de charge par thermogravimétrie

1.3. Statistique : taux de charges (rigidité)/contraintes de contraction

20052. MATERIELS ET METHODES

2.1. Résines Composites

échantillon de composite 6 mm - hauteur 2 mm - C (1,5) - n = 5

machine d’essai mécanique

mors inférieur traverse mobile électromécanique

mors supérieur cellule de force 5 kN

support de l’échantillon = plots de PMMA (ALTUGLAS*)

Unit Elipar Trilight* (3M-ESPE)

Standard 60 secondes : 800 mW/cm-2

calibrage

2.2.1. MONTAGE

2 mm 6 mm2.2.2. IRRADIATION

20052. MATERIELS ET METHODES

2.2. Contraintes de Contraction

échantillon de composite : 0,1g (10-

3g)

combustion sous 1 atmosphère

flux d’air : 20 ml.min-1

2.3.1. SYSTEME

2.3.2. METHODE

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

750

600

450

300

150

Tem

péra

ture

(°C

)

Temps (s)

RAMP

40°C.min-1ISOTHERM

750°C

RAMP

100°C.min -1

20052. MATERIELS ET METHODES

2.3. Thermogravimétrie

test t de StudentBonferroni ( < 0,05) : matériaux/résultats

test de corrélation simplePearson ( < 0,05) :

taux de charges (poids) contraintes maximales

2. MATERIELS ET METHODES

2.4. Statistique

2005

3.1. CONTRAINTES DE CONTRACTION MAXIMALES(CCM)

C

C

M

1,51 (4,3%) MPa

0,92 (5,5%) MPa

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Mode Standard 60s

Temps (s)

Con

trai

nte

(MPa

)3. RESULTATS 2005

--- Solitaire

--- Aelitefil

--- Solitaire2

--- Z100

--- AP-X

74,266,2

70,979,3 83,1

0102030405060708090

100

FabriquantFabriquant

LaboratoireLaboratoireTAG24TAG24

Solit

aire

Solit

aire

2

Ael

itefil

AP-

X

Z100

Poid

s (%

)

a b c e

Contraintes (MPa)Contraintes (MPa)

d

Poid

s (

%)

3. RESULTATS 2005

3.2. TAUX DE CHARGES (poids)

74,2

83,179,3

70,9

66,268,8

74,8

9685,4

100

0102030405060708090

100

Con

trai

ntes

(%

)

20054. DISCUSSION4.1. CORRELATION NEGATIVE CHARGES (poids)/CONTRAINTES

PRODUIT AP-X Z100 SOLITAIRE 2 AELITEFIL SOLITAIRE

Contraintes (MPa) 0,92 1,04 1,29 1,45 1,51

Charges en poids % (Fabriquant) 86 84,5 75 74 65

Charges en poids % (Laboratoire) 83,1 79,3 70,9 74,2 66,2

Module d'YOUNG (E)GPa 16,7 13 8 10,3 6

Contraction Volumique(%) 1,9 2,4 3,5 2,1 4,5

Monomères (poids)Bis-GMA

(7%) et TEGDMA

(6%)

Bis-GMA (7,5 %) et TEGDMA

(7,5 %)

TEGDMA, UEDMA, bis-GA et monomère tétrafoncctionnel

Bis-GMAUEDMA

HPMA, ETMA, bis-GA et monomère tétrafoncctionnel

- +

-+

-+

20054. DISCUSSION4.2. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/RETRAIT

CONTRACTION VOLUMIQUE

Shrinkage Strain

● Rees J.S. et Jacobsen P.H., 1989

● Iga M. et coll, 1991

● Silikas N. et coll, 2000

Watts DC, Marouf AS and Al-Hindi AM. Photo-polymerization shrinkage-stress kinetics in resin-composites: methods development.

Dental Materials, 2003; 19:1-11.

20054. DISCUSSION4.3. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/CONTRAINTE

CONTRAINTES DE CONTRACTION

Shrinkage Stress

Material Shrinkage Stress (MPa)

Young Modulus

(GPa)

Filler load (wt

%)

AP-X 5,44 16 86

Filtek P-60 6,33 12 82

Z250 6,29 11 82

Point-4 7,78 9 76

-

+

+

-

Ernst CP, Meyer GR, Klöcker K and Willershausen B.

Determination of polymerization shrinkage stress by means of a photoelastic investigation. Dental Materials, 2004; 20:313-21.

20054. DISCUSSION

CONTRAINTES DE CONTRACTION

Shrinkage Stress Material Shrinkage

Stress (MPa)

Young Modulus

(GPa)

Filler load (wt%)

AP-X 4,6 16 86

Filtek P-60 4,7 12 82

Solitaire2 5,4 8 75

4.3. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/CONTRAINTE

-

+

+

-

Watts DC, Vogel LK and Marouf AS.

Shrinkage stress reduction in resin-composites of increasing particle concentration. Journal of Dental Research, 2002; 81:A308, IADR Abstr. n°2444.

20054. DISCUSSION

CONTRAINTES DE CONTRACTION

Shrinkage Stress

4.3. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/CONTRAINTE

20055. CONCLUSIONSPERSPECTIVES

74,2

83,179,375,570,9

66,260,9

68,874,8

9685,4

100

0102030405060708090

100

Poid

s (%

)FabriquantFabriquant

TAG 24TAG 24

ContraintesContraintes

Solitaire Solitaire2

AP-X

Z100

Tetric C

Aelitefil

CHEN H.Y. et Coll

Polymerization contraction stress in

light-cured packable composite resins.

Dent. Mater., 2001, 17 : 253-259.

Temps (s)

Forc

e (N

)Solitaire

(66%)

ALERT

(84%)

20056. DISCUSSION ORALE4.4. SORTIR DE LA THÉMATIQUE DU TAUX DE CHARGES…

2005

4.5. INFLUENCE DE LA MATRICE SUR LES CONTRAINTES

Asmussen E and Peutzfeld A. Influence of UEDMA, bis-GMA and TEGDMA on selected

mechanical properties of experimental resin composites.

Dental Materials, 1998; 14:51-6.

Material Bis-GMA (mol%)

TEGDMA (mol%)

Young Modulus

(GPa)1 70 30 9,32 50 50 103 40 60 10,9

-

+

-

+

6. DISCUSSION ORALE

2005

Braga RR and Ferracane JL. Contraction stress related to degree of conversion and reaction kinetics.

Journal of Dental Research, 2002; 81:114-8.

4.5. INFLUENCE DE LA MATRICE SUR LES CONTRAINTES

6. DISCUSSION ORALE