Les facteurs influencant l’etancheite des restaurations aux resines composites

Les résines composites 

Ils sont utilisés pour restaurer les tissus durs de la dent détruits, pour modifier la teinte et le contour des dents ; dans le souci d’améliorer l’esthétique de façon maximale. Plusieurs variétés de composites sont commercialisées pour diverses applications. Certains visent à améliorer l’esthétique, d’autres sont conçus pour résister aux contraintes élevées (composites postérieures) 

Composition

Un composite est toujours composé de matrice organique et de charges.

La matrice organique

La matrice organique est le liant du matériau. Elle constitue 35 % à 50 % du volume total du matériau, selon la nature du composite. Elle confère sa plasticité au composite tel qu’il est fourni et assure sa cohésion après prise. La matrice de polymères est constituée d’esters de di-méthacryliques. Ce sont des monomères ou oligomères de masses moléculaires élevées (500 à 5000) qui se polymérisent par amorçage chimique, ou photochimique. a) Les monomères Ce sont des monomères additionnels de faible masse moléculaire. Ils procurent la plasticité propice à la mise en forme et au moulage du matériau dans la cavité. Le degré de conversion (DC) des acryliques autorise une prise rapide compatible avec les exigences cliniques. Le plus classique d’entre eux est un dérivé diméthacrylique de l’éthylène glycol : Tri-éthylène Glycol Di Méthacrylate (TEG-DMA). CH3 CH3 ⁄ \ H2C=C C=CH2 \ ⁄ CO – O – CH2 – CH2 – O – CH2 – CH2 – O – CH2 – CH2 – O – OC TEG-DMA 16 b) Les oligomères Deux composantes chimiques de base entrent dans la constitution des composites postérieurs actuellement commercialisés : le bis phénol A glycidyl diméthacrylate (BIS-GMA) de BOWEN et le di-méthacrylate uréthane. (UDMA). Seules ou en association, les macromolécules forment après réticulation, un réseau tridimensionnel qui assure la cohésion du matériau. La plupart des composites postérieurs à l’heure actuelle contiennent dans leur formulation le monomère BIS-GMA. L’idée de BOWEN consistait à associer les bonnes propriétés d’une résine époxy (rigidité, faible retrait), à la rapidité de polymérisation des résines acryliques. Sa synthèse résulte des réactions successives de 3 monomères : le bis phénol A, l’alcool glycidique et l’acide méthacrylique. Certains fabricants préfèrent sélectionner des oligomères aliphatiques présentant au centre des groupements uréthanes. Ces macromolécules présentent une plus grande flexibilité que le BIS-GMA. Le plus classique d’entre eux est l’Uréthane Di Méthacrylate (UDMA). Formule de BOWEN [37] CH3 CH3 ⁄ | H2C=C CH3 CH2=C \ | | C= O – O – CH2 – CH– CH2 – O – – C – – O – CH2 – CH – CH2 – O – O= C | | | OH CH3 OH O O Bis-GMA CH3 CH3 ⁄ | H2C=C CH3 CH3 CH2=C \ | | | CO–O–CH2–CH2–O–CO–NH–CH2–CH–CH2–C–CH2–CH2–CH2–NH–CO–O–CH2–CH2–O–OC | CH3 UDMA 17 c) Les inhibiteurs de polymérisation Ce sont les dérivés du phénol, permettent d’assurer la conservation des matériaux composites afin d’éviter une polymérisation spontanée. Les inhibiteurs se caractérisent par une forte réactivité avec les radicaux libres. Si des radicaux libres sont formés comme, par exemple, lors de l’exposition du composite à la lumière ambiante pendant la manipulation, l’inhibiteur réagira prioritairement avec les radicaux libres empêchant un début de polymérisation du monomère. Ce n’est qu’après consommation de tout l’inhibiteur que les radicaux libres induiront la polymérisation [37]. Les principaux inhibiteurs de polymérisation sont : – le butyl-hydroxytoluène ou BHT (2,6-di-tert-butyl-4 méthyle phénol) ; – le 4-méthoxyphénol. d) Les amorceurs de polymérisation (Agents de polymérisation) Le processus par lequel le composite sous forme pâteuse se transforme en matériau dur : c’est la polymérisation de la matrice résineuse. La polymérisation du monomère ou de l’oligomère implique la libération de radicaux libres qui sont obtenus par transformation de l’initiateur ou amorceur grâce à des activateurs ou catalyseurs. Dans les premiers composites (chimio ou autopolymérisables), ce résultat était obtenu en mélangeant deux pâtes contenant les composants nécessaires à l’induction de la polymérisation : une des pâtes contenait un activateur (amine tertiaire), tandis que l’autre pâte contenait un initiateur, en général le peroxyde de benzoyle. Ensuite, des composites (photo polymérisables) activés à la lumière ultraviolette (UV) ont été plus tard abandonnés et remplacés par les matériaux composites activés par la lumière bleue (470 nm) et mis sur le marché. L’intérêt d’avoir une seule pâte, avec une teinte déterminée, polymérisant à la demande en un temps court, a été rapidement appréciée par la profession. 18 Il existe actuellement sur le marché des composites à traitement dual la polymérisation du composite continue après photo polymérisation du matériau composite. 

Les charges inorganiques

Les charges sont généralement minérales, parfois organo-minérales (composites micro chargés hétérogènes) et rarement organiques. La nature des charges, leur taille et leur forme et leur proportion et leur mode d’incorporation, déterminent la structure du matériau composite et dans une large mesure ses propriétés d’usage. Les charges minérales ont une influence majeure sur la dilatométrie du composite. Un facteur qui limite le choix d’un minéral, c’est l’indice de réfraction qui ne peut différer de façon significative de celui des matrices (1,55) pour ne pas générer un matériau trop opaque. L’indice des minéraux doit se situer dans la fourchette 1,4 – 1,9 [67]. Initialement, les charges des premiers composites dits « traditionnels » étaient en quartz en raison de ses qualités optiques optimales. On lui a substitué des verres amorphes incorporant des cations lourds (pour la radio opacité). Ces verres sont des borosilicates et des aluminosilicates de baryum, de strontium, de zinc ou de lithium. Elles permettent d’améliorer l’état de surface du matériau après polissage. Les verres de métaux lourds ainsi que le fluorure de baryum confèrent au composite la radio opacité que l’on requiert à tout matériau d’obturation définitif Des particules colloïdes de silice vitreuses peuvent être également incorporées dans les matrices. Ces charges nettement infra-microniques (granularité moyenne de 40 nm) procurent au composite de bonnes qualités optiques et un polissage aisé, avec l’obtention infime d’un aspect lustré [67]. 19 Malheureusement leur rapport surface – volume est si élevé (leur surface développée est de 300 m²/g) qu’il induit une augmentation considérable de la viscosité du matériau en raison des phénomènes d’absorption à l’interface matrice – charge [37]

Les amorceurs et les accélérateurs

Beaucoup de systèmes adhésifs sont photopolymérisables et contiennent un activateur tel que le camphoroquinone et une amine organique. 

Autres éléments

Un système adhésif contient du glutaraldéhyde comme désensibilisateur et peut contenir des composés fluorides ou antibactériens. 

Classification 

Les composites ont été classifiés de différentes manières pour essayer de prendre en compte la diversité des orientations prises par les fabricants. La manière la plus répandue est basée sur la taille moyenne des particules du composant le plus important en volume. D’autres paramètres doivent également être pris en considération : consistance, chimie et distribution des charges. (Figure 1).