Les ciments dentaires. Théorie de prise. Paramètres physico-chimiques. Incidences biologiques

1. INTRODUCTION• Ciment: mél. poudre/liquide ou pâte/pâte qui unit deux surfaces en durcissant par une réaction

acide/base. Les propriétés dépendent du rapport poudre/liquide. On distingue, en fonction de la nature de l’acide: minéral et organo-minéral.

• Colle: substance qui unit deux surfaces en durcissant par une réaction de polymérisation, né-cessite svt un adhésif ou un traitement de surface spécifique.

• 3 partenaires, 2 interfaces (performant si interfaces étanches et rétentives, matériau d’as-semblage solide)

• Rupture: adhésive (interfaces) cohésive (partenaires), mixte.

2. CAHIER DES CHARGES D’UN CIMENT EN PROTHESE

2.1. RETENTIF• Qualité d’adhésion des 2 interfaces: mouillage, trait.surf. spécif, capacité d’auto-adh.• Propriétés mécaniques du matériau d’assemblage.

2.2. ETANCHEITE

2.2.1. IMMEDIATE (au moment mise en oeuvre): trait.surf., retrait de prise, solubilité précoce joint

2.2.2. RETARDEE (suite au vieillissement):• contraintes mécaniques

Superficiel, contact: direct indirect: transmission par flexion de la dent et 3 bodies wear.

En profondeur: fatigue

• contraintes chimiques (R solubilité, absorption H20)• contraintes physiques (α)

2.3. BIOCOMPATIBILITE

2.3.1. GENERALE: rare

2.3.2. LOCALE:• muqueuses, tissus: OK• pulpe: étanchéité, état initial pulpe, mise en oeuvre, composition, acidité, nature du traitement de surface

2.4. BIOACTIVITE• relarguage de fluor, action favorable dans environnement biologique, anti-bactérien.

2.5. PROPRIETES OPTIQUES (aspect esthétique, choix de teinte, Rx opaque)

2.6. COUT2.7. RECUL CLINIQUE2.8. MISE EN OEUVRE

• excès• viscosité (insérer à fond)• tps de travail, tps de prise

facile, capsules, pas trop sensible t°, humidité, date de péremption, attention si prise anaérobie ou avec chaleur.

3. LES DIFFERENTES FAMILLES

Base/Acide H3PO4 Acide poly C

ZnO P de Zn PolyC de Zn

FAS (verres?) Silicates CVI

• P de Zn• 1968: PolyC de Zn• 1975: CVI• 1983: Miracle Mix (amg)• 1984: Ketac Silver (partic. d’Ag à haute t°)• 1990: CVIMAR, Mitra• 1995: Compomères• fin 90: CVI condensables• Colles:

sans potentiel d’adhésion (trait. surf. spécif., adhésif): Variolink, Nexus, avec (grpts réactifs): 4 Méta, MDP, Superbond et Panavia autoadhésives: Unicem (grpt phosphate: Al Zr), avenir ? usure?

4. THEORIES DE PRISE: A-B

4.1. PHOSPHATE DE Zn

• acide phosphorique ( sol. aqueuse 60%+ tampons, antibact: H2O modifie cinétique pri se)+ oxyde de Zn (sensible CO2)→ phosphate de Zn (sel) + H20 + chaleur.• pas de pouvoir adhésif propre.• incorporation progressive, plaque froide, tamponnement pour ↘ R exoth. et ➚ tps de travail.• ⊕ bon recul clinique, R compression, bactériostatique• ⊝ solubilité, pas d’adhésion, opaque, toxicité pulpaire (exothermie, acidité)

4.2. POLYCARBOXYLATES DE Zn

• acide polycarboxylique + oxyde de Zn (!CO2)+ Mg→ polycarboxylate de Zn (sel) + H20 • rapprochement des chaînes par Zn 2+: retrait.• COOH: chélation avec Zn + adhésion tissus durs.• ac. visqueux en solution: ! dosage. Incorporation poudre en 1X théorique.• ⊕autoadhésif, tolérance pulpaire (pH 7 et MM>), R compression OK• ⊝ solubilité, pas d’adhésion, opaque, R flexion

4.3. CVI

4.3.1. COMPOSITION• Poudre= FAS: < cuisson alumine et silice avec flux de fluorures. Broyé: 50μ

(rest), 20μ (scell)• composition et structure des FAS: schémas• Liquide= copolymère d’acides polyalkénoïdes

- acide acrylique (cooh) - maléique (2 cooh) - itaconique (cooh) - tartrique (↘viscosité, ➚ tps travail, ↘ tps de prise)

4.3.2. PRISE: 3 PHASES

RELARGUAGE IONIQUE (ou dissolution) 2 MIN

• dissolution de la poudre par acides: partic.FAS grignotées⇒ions Al, Si,Ca, F(20 à 30% du verre décomposé)

• ions COO- (adhésion), brillant, phase d’utilisation • exothermie 3 à 5°c

GELIFICATION (ou de l’hydrogel matriciel) 5 MIN

• Ca 2+ rapprochent chaînes (cf alginates, polyC) de PA: polyacrylates de Ca (soluble)

• opaque (≠indices de réfraction entre FAS et matrice)

DURCISSEMENT (ou du polysel de Ca et Al gélifié) PLS JOURS

• Al 3+ rapproche d’avantage les chaînes (relarguage plus lent) (sel insoluble)• translucide: gel silicique (SiOH) fait transition antre FAS et matrice• insoluble

• Acide tartrique: acide le plus fort, ➚tps de travail, ↘ temps de prise par formation de tartrates de Ca.

• F relargué• ! hydrolyse, déshydratation (soluble avant sel d’Al): vernis• structure de type composite: matrice org+ charges+lien via gel silicique (schéma)• hydrogel (25% eau): hydrophile• Incorporation en 2X, tps de spatulation 30 sec, tps de travail 1 à 2 min. Spatule plasti-

que.

3. CVIMAR

3.1. COMPOSITION• CVI + spaghettis de polyHEMA et/ou Bis GMA (25 à 30% résine)• ou/ et CVI +MITRA: greffage de grpts métacrylates sur chaînes ac.PA, copo-

lymérisation des 2 chaînes d’ac. PA (chélation=rapprochement).• Svt les 2 formes+ photoiniateurs.

3.1. PRISE: DOUBLE• Acide/ base• Polymérisation photoactivée ou chémoactivée.• Structure: double matrice résine+ CVI, s’interpénètrent (liaisons VDW, H2)

2. PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES, INCIDENCES BIOLOGIQUES

2.1. PROPR. MECANIQUES• Ph R compression (90-130)OK• PolyC R compression (55-127) OK, insuffisants en flexion• CVI R compression élevée à 24h (139-207 MPa), fction poudre/liquide

R flexion 10X< compo (10- 20 MPa au lieu 200) R usure > CVIMAR

• CVIMAR R compression= CVI R flexion= 2 à 7X CVI R usure < CVI

2.2. ADHESION • Ph pas d’adhésion ni dent, ni mat (un peu auto-mord)• PolyC COO- interagissent avec Ca2+• CVI adhésion intrinsèque compos. micromécanique (cf SAM) et chimique

via liaisons COO- et Ca2+ prétraitement acide polyacrylique (10-20%, 15 à 20 sec): - élimination boue dentinaire, pas bouchons.

- démin. très superf. dentine intertubulaire (ac faible): microporosités. - ➚ɣ: adsorption ac.polyacr.(+ fluide que liqu) facilite étalement IOV. - formation couche gélifiée entre couche hybride et matrice CVI = phase stable, polyacrylate de Ca (sel). ➚ si acide phosphorique au niveau émail (rugosités), pas dentine (Ca) adhérence: 2 à 7 MPa, faible car fracture cohésive due à propr méc<

• CVIMAR =CVI + pénétration HEMA dans dentine déminéralisée prétraitement acide polyacrylique, ac. citrique (démin), chlorure ferri que (catalyse R polym) adhérence dent: 8 à 12 MPa, >CVI due à propr méc>, pas bon sur métal, OK sur composite frais.

2.3. ETANCHEITE

2.3.1. IMMEDIATE (au moment mise en oeuvre): . Variations dim (étanchéité=compétition ɕ retrait et adhérence): CVI retrait >> 3.4 à 4.8% (1 à 3 pour compo), compensé par E et tps prise. ɕ= R. E. t, faibles quand eau. CVIMAR retrait>CVI mais compensé par déformation plastique

• Mise en oeuvre: CVI peut poser problème.

CVIMAR plus tolérants que CVI point de vue hydrolyse (survient + tard)< cohésion due à matrice de résine.

2.3.1. RETARDEE (suite au vieillissement):• contraintes mécaniques CVI usure sur les bords, perte étanchéité interfaciale (sens.post op) et intégrité marginale (qualité adaptation superficielle). usure < à CVIMAR CVIMAR usure> à CVI ---. (cf phase résine avec moins de charges que compos, pas de silane) • contraintes chimiques (R solubilité, absorption H20) Ph faible R solubilité PolyC faible R solubilité: absorption II d’eau. CVI résistent bien acides et eau (rentre et sort) CVIMAR résistent mieux hydrolyse que CVI • contraintes physiques (α) CVI proche dent CVIMAR moins bon que CVI

2.4. BIOCOMPATIBILITE

2.4.1. GENERALE: rare

2.4.2. LOCALE:• muqueuses, tissus: OK• pulpe: PolyC adhésion, masse moléculaire>, ph 7 en 1h. CVI étanche, bouchons, pas de toxicité (monomères) CVIMAR très bonne cf étanchéité Ph exothermique, ph acide, solubilité• parodonte: CVI bon si état de surface OK, fluorures donc ≠plaque

2.5. BIOACTIVITE

• Ph bactériostatique ⇒ bioactif pour certains auteurs.

• CVI/CVIMAR libération de fluorures⇒ bioactif pour certains auteurs, ≠ évidence -action antibact. (inhibe métabolisme) -➚R solubilité t. dentaires - reminéralise t. déminéralisés - se recharge en F

2.6. PROPRIETES OPTIQUES (aspect esthétique, choix de teinte, Rx opaque)• CVI - partic trop grosses (mauvais état de surface au polissage)

+ translucides (limites prothèse)• Ph/PolyC Non

3. CONSEQUENCES: INDICATIONS

• Ph: ponts totaux (tps de travail), provisoires longue durée.• PolyC: ciment provisoire longue durée, rétention insuffisante entre 2 séances dent pulpée, on-

lay provisoire (colle à la dent)• CVI