ZIRCONE

• Le matériau

• Carte d'identité

• La préparation de la dent

• La technique CAD/CAM

• Avantages / Inconvénients

• Applications / Contre-indications


Avant propos :

   La céramique a toujours existé dans l’art dentaire moderne (1900).  On réalisait, alors, des dents unitaires sans métal cuites sur une feuille de platine estampée sur un die.  Des inlays étaient déjà réalisés tout en céramique.

  Dans les années 60, la céramo-métallique a très vite remplacé ces premiers concepts car elle permettait de réaliser des infrastructures de longues portées, d’inclure des attachements, de faire des éléments en porte à faux, etc.  Cette technologie a eu le succès qu’on lui connaît pendant 50 ans et reste encore d’actualité. Cependant, malgré les progrès apportés par ces procédés, ceux-ci ne suffisent plus à satisfaire les demandes des patients dans le domaine de l’esthétique et de la biocompatibilité.
   Petit à petit, de nouvelles céramiques sont apparues nous permettant de nous passer d’armature métallique dans quelques situations.  Le début de cette nouvelle ère était certes très prometteur mais, beaucoup de tâtonnements et de précipitations nous ont fait connaître pas mal de déboires et de méfiance.
    La zircone a fait son entrée dans le monde dentaire au début des années 90.    Sa mise en œuvre a évolué très rapidement vers le procédé de fabrication assistée par ordinateur qui fait, aujourd’hui, la une de tous les salons.  On peut dire maintenant que l’oxyde de zirconium s’est imposé en matériau d’avenir dans le secteur du tout céramique en art dentaire.
Le matériau :
La zircone, ce nouveau bio-matériau permet de réaliser des infrastructures blanches ou colorées, unitaires ou bridges jusqu'à 12 éléments en toute sécurité, ainsi que la réalisation de piliers d'implants.  Son excellente  biocompatibilité élimine tout risque de largage d'ions métalliques dans l'organisme.  Sa parfaite résistance à la rupture, 4 fois supérieure à celle de l’alumine en fait le matériau de choix pour les reconstructions prothétiques sur pilier naturel ou implantaire.

   A la recherche depuis des décennies d’un matériaux offrant résistance, biocompatibilité et esthétisme, l’industrie a enfin offert au dentaire un produit inégalé jusqu’ici.   Que demander de plus ?


   Comme on l’a vu, la seule alternative fiable au problème d’allergie, bimétallisme et cancérogénicité était jusqu’à maintenant l’utilisation d’un alliage unique riche en or.  Sa mise en oeuvre artisanal, sa longévité en milieu buccal,  sa fiabilité,…,  ont fait leurs preuves et n’est plus à démontrer.  Mais, ces alliages n’ont plus la cote depuis un certain temps.  Des facteurs économiques ont joué en sa défaveur, surtout de par une trop grande fluctuation du cours des métaux précieux.  Tant les dentistes que les patients et les prothésistes dentaires se sont engouffrés têtes baissées dans l’utilisation d’alliages bons marchés n’offrant pas les garanties souhaitées.  Nous avons vu alors, ci et là, une panoplie d’articles dénonçant l’intolérance de l’organisme face à ces alliages non-précieux et même semi-précieux.  La recherche c’est alors mobilisée pour trouver le moyen de se passer alliage métallique.  Sans le savoir,  tous les acteurs ont provoqué l’émergence de cette zircone.


   Et pourtant, nous voici avec une matière qui offre certes toutes les garanties désirées, mais qui restera coûteuse ; essentiellement de par sa mise en œuvre et les investissements énormes qu’elle induit.   Malgré une concurrence folle qui sévit actuellement dans le secteur, ce ne sera jamais un matériau « économique ».


   La zircone, plus exactement : le dioxyde de Zirconium Tétragonal partiellement stabilisé à l’Yttrium est une céramique poly-cristalline pure de haute densité.

   Son mode de fabrication et de mise en oeuvre fait appel à la CFAO.  En effet,  elle ne peut être mise en forme par une technique artisanale (pressée, barbotine, fronde…).  C’est en 1993, que fut développée la zircone dite H.I.P. qui résulte d’une opération isostatique de compactation à haute température (H.I.P. : Hot Isostatic Pressure). L’amélioration des caractéristiques des poudres (degré de pureté, aptitude au frittage, granulométrie…) a joué un rôle décisif pour son utilisation  médicale.


   Il est à noter que l’usinage de la zircone HIP nécessite des machines puissantes.  Le système DCS (distributed control system ), s’impose comme la solution technique prédestinée.  Il se compose d’un scanner et d’une machine outil. Le scanner permet, grâce à son logiciel 3D, l’enregistrement de données numérisées des préparations prothétiques et la conception virtuelle des infrastructures, qui sont transmises à l’unité de production pour leur réalisation. Cette unité de fabrication assistée par ordinateur assure une constance de qualité et une adaptation parfaite de l’ordre du 10 microns.


   Cependant, ces investissements ne sont pas à la portée des petites unités de production que sont la plupart des laboratoires dentaires.  Nous voyons alors depuis quelque mois, de grosses entreprises qui ouvrent un secteur de production pour le dentaire et proposent,  par le biais de la sous-traitance, la possibilité de réaliser ces armatures en zircone.


   Cette évolution va se poursuivre vers un matériau de plus en plus performant ; une mise en œuvre de plus en plus automatisée, pour ne pas dire robotisée.  Dans un certain avenir même,  pourra-t-on se débarrasser totalement de l’artisan que nous sommes?  La main du prothésiste dentaire remplacée, pour une bonne partie du travail, par la numérisation informatique.


   C’est évidemment le secteur industriel présentant ce service qui va en retirer les bénéfices.  Une fois le terrain élaguer, les petites productions éliminées, les quelques entreprises, autrement gérées que nos petits labos, qui resteront à la surface s’entendront en matière de politique des prix.  


   Voici donc une avancée technologique qui va provoquer, sans nul doute, de fameux bouleversements dans le monde dentaire et ce, dans tous ses aspects.

Carte d'identité : http://fr.wikipedia.org/

La Zircone est le nom commun de l'oxyde de zirconium (ZrO2).

Ce matériau est une céramique technique.

Attention à ne pas confondre la Zircone avec le Zircon :

zircone

Zircone= oxyde de zirconium (ZrO2) polycristallin, d'aspect opaque
Zircon = oxyde de Zirconium cubique Zr O2 ou oxyde de Zirconium contenant de la Silice ZrSiO4 quadratique, d'aspect transparent (diamant synthétique)

Zircone (oxyde de zirconium ZrO2) : excellentes propriétés mécaniques aux températures élevées, conductivité thermique faible à température ambiante, conducteur électrique à T > 1000°C, grande dureté, bonne résistance à l'usure, bonne inertie chimique, bonne résistance aux attaques des métaux.
Il en existe deux types :
1/ zircone non stabilisée, utilisée en tant qu'additif, matériau de revêtement, poudre abrasive ...
2/ zircone stabilisée à l'yttrium (ZrO2/Y2O3 = TZP) ou à la magnésie (ZrO2/MgO = PSZ)  utilisée pour creusets, buses de coulée, éléments chauffants, revêtement anti-thermique, conducteurs ioniques. prothèses dentaires.

Les céramiques zircones stabilisées sont caractérisées par :

   - La pureté : l'oxyde de zirconium est purifié par un procédé chimique de dissolution-précipitation. La proportion idéale d'yttrium oxyde est de 5,15 wt%
   - La densité doit être le plus proche possible de 100% , ce qui correspond à 6,1 g/cm3.
   - La porosité doit approcher zéro, la taille des grains doit être inférieure à 0,6mm.
   - Les propriétés mécaniques sont une résistance à la flexion supérieure à 1500 Mpa et une résistance à la torsion supérieure à 800 Mpa.  Lors du compactage, les grains sont comprimés sous 1 000 bars. Le frittage se fait entre 1400 et 1 500°C et durant cette phase, la pièce de zircone réduit de 20 à 30%. Le blanchiment se fait par chauffage à l'air.

Radioactivité:

Certaines poudres d’oxyde de zirconium contiennent des impuretés radioactives qui ont fait redouter au début des années 90 une radioactivité importante. Les fabricants actuels utilisent des poudres très pures et la radioactivité de la zircone est extrêmement faible (100nGy/h).


   La norme DIN EN ISO 6872 définit les tests et essais à effectuer ; lesquels portent sur la constance du matériau, la présence éventuelle de corps étrangers, les propriétés physico-chimiques, la biocompatibilité et la radioactivité.


   Pour les céramiques dentaires la norme applicable prescrit que leur radioactivité ne doit pas dépasser 1,00 Bq/g d’uranium 238 (1 ((becquerel / gramme) Gy) / constante de Planck = 1,50919067 × 1036 kg-2 s-2) .

   Le matériau testé répond donc aux critères exigés.


La préparation de la dent :

Il n’y a aucun prérequis spécial.

La conicité de la préparation doit avoir au moins 6°.

Toutes les arêtes doivent être arrondies.

Au niveau du joint périphérique, l’épaisseur minimale des parois de l’armature en zircone étant de 0.4mm, l’épaisseur minimale du matériau cosmétique de 0.6mm, cela nous impose donc une réduction marginale circulaire de 1,0mm.

Les formes adaptées des préparations marginales sont :

   Un congé arrondi prononcé (90°)
   Un épaulement avec un arrondi interne

préparation

L’emploi d’instruments rotatifs d’une granulométrie de 30µm est conseillé pour la finition de la préparation.

Il est impératif d’utiliser des pinces dont les mors sont recouverts de plastique ou de gomme pour manipuler l’infrastructure.

Il est conseillé de prendre la teinte du tiers gingival pour harmoniser la teinte de l’armature zircone avec la denture naturelle, l a prise de teinte générale de la prothèse se faisant selon le procédé habituel.

Autant le scellement que le collage sont adaptés pour le placement de ce produit.  Cependant,  il ne faut pas utiliser de ciment à l’eugénol pour un scellement provisoire.


La technique CAD/CAM:

   Le praticien prend une empreinte de la situation dentaire individuelle comme à l’accoutumée.

   A partir de cette empreinte, le technicien dentaire forme un modèle positif qui représente fidèlement la situation buccale du patient.

   Ce modèle est enregistré par un scanner.  Soit un laser, soit un palpeur balaye la surface totale du modèle.

   Ensuite, on utilise la  technologie nommée CAD/CAMcad/cam. CAD est l'abréviation anglaise de computer-aided design ce qui veut dire  « construction assistée par ordinateur  ( CAO) » : à partir des données scannées, l'ordinateur établit un fichier numérique du modèle en trois dimensions.  CAM est l'abréviation anglaise de computer-aided manufactoring et signifie « fabrication assistée par ordinateur (FAO)». Lorsque le modèle a été numérisé, deux solutions s’offrent au technicien dentaire.  Soit il utilise un logiciel informatique pour réaliser virtuellement le châssis.  Soit, il réalise en cire la forme de l’armature qu’il souhaite.  Ce wax up sera scanné po ur être transformé en données numériques.

   Les données sont  alors transmises à la fraiseuse.  Si l’unité defraiseuse fabrication ne se trouve pas dans le labo, ce fichier de données est envoyé par ma il au site de production.  La machine-outil f raise, à l'aide d'un diamant, la masse brute d'oxyde de zirconium pour  arriver à la f orme du châssis dessiné.  Différentes étapes de frittages sont encore  nécessaires pour finaliser l’armature individualisée avec une précision de 10 microns.

   Pour finir, le technicien dentaire se fera créatif afin de recouvrir cette armature de céramique en lui donnant la forme et l’aspect naturel pour une i ntégration harmonieuse dans la bouche du patient.
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Avantages :
L'oxyde de zirconium est un produit de haute résistance et de grande durabilité.
Il associe la plus haute esthétique et la plus haute biocompatibilité.
Des réactions allergiques ne sont pas connues, les personnes sensibles au métal peuvent être réhabilitées sans craintes.
Du fait d'une faible conduction de la chaleur, les sensibilités aux températures désagréables sont pratiquement exclues.
Les bords visibles et gris des couronnes céramo-métalliques appartiennent au passé.
L’oxyde de zirconium peut être coloré dans la masse (A2, A3,…) dès sa fabrication.
Le montant d’un devis est ferme et définitif, n’étant plus influencé par le poids de l’alliage entrant dans la fabrication de la prothèse.

Inconvénients :
Une éventuelle correction par meulage est toujours délicate (risque de microfissure).  Elle devra se faire à l’aide d’une fraise diamantée sous eau et sans pression.
Ce matériau est plus opaque que les coiffes alumineuses bien qu’il n’y ait aucune comparaison avec une armature métallique.  Ce qui peut-être un inconvénient si l’on considère la circulation de la lumière, mais, s’avère être un avantage dans les cas de moignons fortement colorés ou sur inlay core.
Aucune soudure n’est permise.  En cas de problème, il faudra tout refaire.

Champ d’application :
Couronne unitaire.
Bridge jusqu’à 6 éléments et un maximum de deux éléments intermédiaires consécutifs.
Bridge maryland.
Bridge à inlay.
Glissière pour compenser une divergence de piliers.
Couronne implantaire.
Couronne gigogne.

Contre-indications :
Moignons de moins de 4mm de hauteur axiale.
Supra structure d’implants individuels fraisés.
Tenons radiculaires individuels fraisés.

La fabrication de bridges collés ou de bridges en extension est certes une technique possible mais n’a pas encore été suffisamment éprouvée cliniquement.

Petit lexique :
Zirconium : métal blanc (Zr) de numéro atomique 40, de densité 6,51.
Zircone : oxyde de zirconium (ZrO2)
Céramique : composé polycristallin obtenu par frittage.
Frittage : agglomération de poudres par chauffage.
Yttrium : métal (Y) de numéro atomique 39 du groupe des terres rares.