Le Bis-GMA (ou matrice de BOWEN)

La molécule de BOWEN ou bis-GMA (bisphénol A glycidyleméthacrylate) est obtenue à partir de trois molécules (le bis-phénol A, l’alcool glycidique, l’acide méthacrylique). Sa synthèse s’effectue en deux temps : – la première étape est une réaction d’estérification entre l’alcool glycidique et l’acide méthacrylique pour donner le méthacrylate de glycidyle. – la deuxième est une réaction d’addition entre le bisphénol A et le méthacrylate de glycidyle donnant ainsi naissance au bis-GMA. Cette molécule comporte en bout de chaines des doubles liaisons qui vont permettre l’allongement de la chaîne dans les deux sens. 

Uréthane Dimétacrylate (UDMA)

Ce monomère, introduit en 1974 a pour principal avantage une plus faible viscosité. Il permet l’incorporation d’un plus grand pourcentage de charges sans ajouter de diluant de faible poids moléculaire. Son principal défaut est une rétraction de prise plus élevée (5 à 9 %) que le bis-GMA et une certaine fragilité. Certains produits commerciaux contiennent l’UDMA comme seul monomère tandis que d’autres les combinent au bis-GMA. 

Les contrôleurs de viscosité

Les monomères de Bis-GMA et de diuréthane diméthacrylate sont des liquides très visqueux. L’addition d’une grande quantité de charges provoque la formation d’un matériau possédant une consistance trop épaisse pour l’usage clinique. Pour régler ce problème, des monomères de plus faibles masses moléculaires ont été ajoutés pour abaisser la viscosité, d’où leur nom de contrôleurs de viscosité ou diluants. Ils influencent les propriétés physiques et, en particulier, augmentent la rétraction de prise. Ils rendent la résine plus 25 flexible, moins cassante et réduisent sa résistance à l’abrasion. Ce sont essentiellement : – le méthacrylate de méthyle (MMA) – l’éthylène glycol diméthacrylate (EGDMA) – le diéthylène glycol diméthacrylate (DEGDMA) – le triéthylène glycol diméthacrylate (TEGDMA) qui est le plus utilisé. 

Les systèmes de polymérisation

Le processus par lequel la pâte de composite se transforme en matériau dur est dû à la polymérisation de la matrice résineuse. Dans les premiers composites, ce résultat était obtenu en mélangeant deux pâtes contenant les composants nécessaires à l’induction de la polymérisation : une pâte contenait un activateur tel qu’une amine tertiaire, tandis que l’autre pâte contenait un initiateur, en général le peroxyde de benzoyle (BP). Dans un deuxième temps, des composites activés à la lumière ultraviolette ont été mis sur le marché. L’intérêt d’avoir une seule pâte, de teinte déterminée, polymérisant à la demande en un temps court, a été rapidement appréciée par la profession. Ceci a ouvert la voie à l’introduction des composites activés par la lumière visible, suite aux sérieux désavantages de la polymérisation par lumière ultraviolette. La polymérisation chimique ou chémo-polymérisation a comme principaux amorceurs les peroxydes. Le peroxyde de benzoyle (BP), initiateur classique, peut être transformé en radicaux libres sous l’action de la chaleur ou de certains produits chimiques. Dans les composites, le catalyseur chimique est généralement une amine tertiaire aromatique telle que la paratoluidine. Les principaux activateurs sont des amines qui ont comme inconvénient de brunir en vieillissant. A l’inverse, il est possible de provoquer une réaction de polymérisation par l’exposition à des radiations électromagnétiques telles que celles de la lumière ultraviolette (longueur d’onde de 365nm) ou de la lumière visible (420 à 470nm). 26 Dans les systèmes utilisant l’initiation par lumière ultraviolette (365 nm), un composé organique formant des radicaux libres sous l’influence de la lumière ultraviolette est incorporé dans la pâte. Le produit habituellement utilisé est le benzoïne méthyl éther (0,2 %) qui absorbe la lumière ultraviolette et génère des radicaux libres initiant la polymérisation. Dans les systèmes utilisant la lumière visible, une dicétone telle la camphoroquinone est utilisée en combinaison avec une amine non aromatique telle que le N, N diméthyl amino-éthyl métacrylate (DMAEMA). La camphoroquinone a son absorption maximale à 466,5 nm. L’initiation par lumière visible provoque moins de colorations tardives (mois, années) du matériau suite à la suppression de divers produits (PB, amine) modifiant la teinte au cours du temps. 

Phase inorganique

Elle est composée de charges renforçant le matériau qui sont liées à la matrice par l’intermédiaire d’un silane et permettent notamment d’augmenter les propriétés mécaniques des composites. Souvent, les charges sont minérales et varient d’un composite à un autre mais sont composées principalement de silice sous différentes formes, de quartz et des verres de métaux lourds. Les charges inorganiques améliorent les propriétés des résines. L’augmentation de leur pourcentage modifie favorablement les propriétés mécaniques et physiques et réduit la rétraction de prise. La diminution de la dimension des charges améliore l’état de surface, l’esthétique et la résistance à l’usure. 

L’agent de couplage

Un agent de couplage est une molécule bifonctionnelle qui réalise la cohésion entre les charges et la phase organique. Cette molécule est généralement un silane. Ce processus de silanisation non seulement augmente les propriétés mécaniques des composites mais permet également de réduire la perte des particules à la surface des restaurations. 

Classification

Plusieurs classifications ont été proposées. Nous retiendrons celle de Raskin (44) en 2005 basée sur la taille des charges. On distingue 3 générations de composite : – les composites traditionnels ou macrochargés, – les composites microchargés, – les composites hybrides. 

Les composites traditionnels

Les composites macrochargés sont la première classe de composites. Ils sont familièrement appelés composites de première génération. A leurs débuts, ils étaient chémopolymerisables et se présentaient sous forme de deux pâtes à mélanger. Comme pour toute réaction de prise par chémopolymerisation, le mélange de la base (initiateur) avec le catalyseur (accélérateur) génère une réaction chimique, initiant la formation du polymère par création de radicaux libres. On retrouve des macro-particules (quartz, verre, céramique) anguleuses, de même diamètre, dont la taille moyenne varie entre 30 et 40μm et qui représentent entre 60 et 80% en masse. Cependant, les composites macrochargés présentent des inconvénients comme une rugosité importante et une usure rapide du fait de la taille des charges. Ainsi, les composites macrochargés actuels, présentent des particules dont la taille moyenne a été réduite à 5μ, avec une forme plus arrondie, permettant ainsi, d’avoir un rendu esthétique acceptable. 

Les composites microchargés

Ils sont caractérisés par la taille submicronique de leurs particules de charge, représentées uniquement par le dioxyde de silicium. Ils ont été mis au point afin d’améliorer l’état de surface. 28 On distingue deux groupes : – Les composites microchargés homogènes qui sont constitués uniquement de résine et de microparticules de silice isolées et silanisées. L’incorporation de microparticules entraînant une augmentation très rapide de la viscosité, le matériau est alors difficile à manipuler, ce qui fait qu’aucun composite microchargé homogène n’est commercialisé actuellement. – Les composites microchargés hétérogènes qui ont été mis au point afin d’augmenter la quantité des charges inorganiques de la résine. Des charges pré-polymérisées contenant les micro-charges de silice ont été incluses dans la matrice. Du fait de leur teneur élevée en résine, ces matériaux ont une bonne translucidité, une bonne résistance à l’arrachement et une excellente aptitude au polissage mais ils ne doivent pas subir de grandes sollicitations occlusales. On trouve également des microchargés renforcés qui ont un taux de charges élevé.