Les différentes familles de colles composites présentation et expérimentationPublié par Flaggada le 07-08-2010 (5419 lus)Résumé : Actuellement, les fabricants proposent à l’orthodontiste une large gamme de systèmes — les colles traditionnelles hydrophobes, — les colles hydrophiles, — les colles auto-mordançantes, — les verre-ionomères modifiés par addition de résine. Cet article étudie les trois premières familles, qui correspondent aux colles composites. Après une présentation de l’assemblage collé et du cahier des charges des systèmes de collage en orthodontie, les trois familles de systèmes de collage composites sont présentées 1 IntroductionDepuis qu’en 1955, BUONOCORE5 a introduit le mordançage de l’émail Avec l’apparition des nouvelles générations de systèmes adhésifs en dentisterie adhésive, Actuellement, les fabricants proposent à l’orthodontiste une large gamme de systèmes — quel système de collage faut-il choisir ? — quel est le système le plus fiable ? Avant de répondre à ces questions, il nous a paru utile de présenter l’assemblage collé Dans un dernier temps, nous présenterons les quatre familles de systèmes adhésifs 2 Composants de l’assemblage colléL’assemblage collé en orthodontie est constitué de trois composants :
Ces trois composants définissent deux interfaces. 1. l’interface colle/substrat 2. l’interface colle/bracket. C’est l’étude de ces deux interfaces et de la qualité des colles qui nous permet d’optimiser La qualité de l’interface colle/substrat dépend de la nature et des propriétés de la colle les auteurs ne traiteront, dans cet article, que de l’interface colle/substrat. 3 Cahier des charges des systèmes de collage en orthodontieAvant d’étudier le problème du choix des colles, il nous semble nécessaire de faire Les systèmes de collage doivent présenter un certain nombre de propriétés générales 3.1 Propriétés généralesComme tout matériau introduit dans la cavité buccale, les systèmes de collage orthodontiques doivent présenter : · une résistance aux agressions chimiques et physico-chimiques du milieu buccal · une résistante à la solubilité à cause de la présence permanente de la salive · une bonne biocompatibilité et, mieux, une bioactivité par libération de produits 3.2 Propriétés liées à l’application en orthodontieTout système de collage en orthodontie doit présenter
Malheureusement, il n’existe aucun système de collage qui réponde à l’ensemble 4 Les différentes familles de colles en orthodontieEn orthodontie, on appelle communément «colle» tous les matériaux unissant la dent Les quatre familles de systèmes de collage sont: 1. les colles traditionnelles hydrophobes 2. les colles hydrophiles 3. les colles auto-mordançantes 4. les ciments verre-ionomères modifiés par addition de résine. Seules les trois premières familles de systèmes de collage seront traitées dans cet article. Dans chacune de ces familles de colles composites quelle qu’elle soit, 1. Une préparation de la surface de l’émail en deux temps : le nettoyage, Il existe différents moyens pour nettoyer la surface amélaire. Le traitement de surface dépend de la nature de la colle qui sera utilisée. Þ des colles qui nécessitent un mordançage acide préalable de la surface amélaire 2. Une pénétration de l’adhésif dans les zones de déminéralisation créées par le traitement 3. Une polymérisation efficace du matériau de collage. 4.1 Les colles traditionnelles hydrophobesLe tableau I présente quelques exemples commerciaux de cette famille de colles, 4.1.1 Préparation de la surface de l’émail4.1.1.1 Nettoyage de la surface amélaire
Une des conditions essentielles pour une bonne adhésion est l’étalement de la colle sur le substrat. Etude expérimentale · Objectif L’objectif de cette expérimentation est d’évaluer l’influence de l’acide phosphorique et de la ponce sur la réactivité de la surface amélaire. · Principe :
· Matériels et méthodes L’expérimentation a été réalisée sur des dents intactes, fraîchement extraites et conservées dans de la chloramine T à i % Nous disposons pour cela d’un dispositif composé d’une caméra CCD, d’une carte d’acquisition et d’un logiciel informatique permettant l’acquisition et le traitement des images de la goutte déposée sur le substrat (FIG. 4). Notons que les valeurs de l’angle de contact, obtenues pour une surface amélaire non traitée, sont élevées (q=80°). 4.1.1.2 Traitement de la surface amélaire
Les colles traditionnelles sont des colles qui nécessitent un mordançage préalable de l’émail 1.Les paramètres d’influence du mordançage de l’émail · Nature de l’acide En orthodontie, il est largement reconnu que le mordançage à l’acide phosphorique représente l’acide le plus efficace et le plus utilisé. · Concentration de l’acide BUONONOCORE5, en SHINCHI et al.30 ont montré que la force de rétention de la résine sur l’émail n’est pas significativement différente pour une concentration de 3, 5, 10, 20, 35 ou 65 % d’acide phosphorique. Cependant, la longueur des brides résineuses varie en fonction de la concentration acide. · Temps d’attaque : Jusque dans les années 1975, on préconisait une attaque acide d’environ une minute 31,32. Plusieurs études ont essayé de déterminer l’influence du temps d’attaque. Actuellement, il est conseillé de réaliser un temps d’attaque d’environ 30 secondes. · Consistance de l’acide Les gels colorés et les solutions d’acide phosphorique présentent le même potentiel d’attaque. Cependant, le gel surtout quand il est coloré, permet un meilleur contrôle · Temps de rinçage Il est classiquement conseillé en dentisterie adhésive de réaliser un temps de rinçage au moins égal au temps d’attaque (15 s). · Temps de séchage et contamination humide : La qualité du collage des résines constituées essentiellement de monomères hydrophobes est affectée par la présence d’eau ou d’humidité 13,25,40. Il faut sécher jusqu’a obtenir l’aspect blanc crayeux caractéristique. · Contamination salivaire SILVERSTONE et al. ont montré qu’une contamination salivaire même d’une seconde entraînait la formation dl une couche adhérente d’adsorbats, oblitérant la porosité amélaire nécessaire à la rétention. 2. Protocole du mordançage Un mordançage acide nécessite donc : — un nettoyage à l’aide dl une brossette enduite de ponce ou de pâte à détartrer — une application d’acide phosphorique à 35-37 % pendant environ 30 secondes — un rinçage soigneux — un séchage jusqu’à l’obtention de l’aspect blanc crayeux. Toute contamination salivaire nécessite un remordançage pendlant cinq secondes. 3. Avantages et inconvénients de la préparation de surface Le mordançage avec l’acide phosphorique est la technique la plus efficace et la plus utilisée pour la préparation de surface de l’émail. Cependant, c’est une technique agressive puisque ce mordançage entraîne une perte de la couche superficielle de l’émail qui peut atteindre 8-15 mm32. DIEDRICH 7 estime que cette perte peut aller jusqu’à 150-160mm, ce qui correspond à 10% environ de l’épaisseur totale de l’émail de 1000 à 1500 mm. Par ailleurs, la pénétration de la résine dans l’épaisseur de l’émail déminéralisé donne des brides résineuses qui peuvent aller jusqu’à 50mm. Ces brides peuvent rester après la dépose des brackets11. Même si cliniquement les dents paraissent intactes, le préjudice qui leur est porté est réel. Au total, cette étape de préparation de la surface amélaire a pour buts :
4.1.2 Pénétration de la résine dans les zones de déminéralisation :La 2ème condition nécessaire pour obtenir un bon collage est d’avoir une pénétration La profondeur de pénétration de la résine est de l’ordre de 8-10mm. La figure 16a illustre une interface crée par une colle hydrophobe (Concise 3M) On note des défauts d’infiltration de résine, un hiatus tout au long de l’interface. 4.1.3 La polymérisation de la colleAprès un traitement de surface, la qualité de la polymérisation est le 3ème facteur capital
Tableau 1 : Quelques exemples commerciaux de systèmes chémo- et photopolymérisables. 4.1.3.1 Polymérisation chimique :
On trouve sur le marché, soit des systèmes pâte-pâte, soit des systèmes pâte- catalyseur. Quelques exemples commerciaux sont présentés au tableau I. Les systèmes pâte-pâte (en fait, 2 liquides et 2 pâtes) · Mode d’application — Après le séchage de la surface amélaire jusqu’à l’obtention de l’aspect blanc crayeux, application du mélange des liquides (base + activateur) sur les surfaces dentaires. — Application du mélange pâte - pâte (base + activateur) sur la base de l’attache. — Mise en place du bracket, élimination des excès avant la prise et attente de la prise complète de la colle avant la mise en place d’un arc. · Avantages liés au mode de prise Ils présentent les avantages suivants — une prise en masse, — un taux de conversion constant. · Inconvénients liés au mode de prise Ils présentent les inconvénients suivants — leur malaxage peut être à l’origine de l’incorporation de défauts et de porosités,diminuant leurs propriétés mécaniques — leur temps de travail est limité nécessitant un travail à quatre mains — la qualité de la polymérisation dépend du rapport base/catalyseur — des altérations de l’émail peuvent survenir, lors de la dépose du bracket et de la suppression des résidus de colle, surtout pour les attaches en céramique rigides Les systèmes pâte-activateur, ou colles dites de «contact» Dans ces systèmes, le liquide contient l’adhésif plus l’activateur de la polymérisation du composite (la pâte) ; · Mode d’application Après le séchage de la surface amélaire jusqu’à l’aspect blanc crayeux, application de l’adhésif sur les surfaces dentaires et sur la base des brackets. La mise en place du liquide activateur est, dans ce cas, indispensable sur la surface amélaire et sur la base du bracket, car la prise se fait grâce à la diffusion de l’activateur du liquide · Avantages Ces systèmes présentent le seul avantage par rapport aux colles précédentes de ne pas nécessiter de mélange. Le composite présente, de plus, moins de porosités. · Inconvénients Ils présentent l’inconvénient d’avoir une prise par diffusion. Leur taux de conversion est fonction de l’épaisseur de la colle et de la qualité d’adaptationdu bracket sur la dent. Lorsque la surface mordancée est supérieure à la taille du bracket, la résine pénétrant dans les zones amélaires déminéralisées ne sera pas polymérisée et sera un bon support de croissance bactérienne. 4.1.3.2. Polymérisation photochimique · Mode d’application : — Après le séchage de la surface amélaire jusqu’à l’aspect blanc crayeux, application du liquide sur les surfaces dentaires. — Application de la pâte sur la base de l’attache. — Mise en place du bracket et élimination des excès. — Photopolymérisation gingivale et occlusale, ou mésiale et distale. · Avantages Les systèmes photopolymérisables présentent des avantages — ils sont «monocomposants». donc il n’y a pas d’incorporation de porosités et leur manipulation est simple — le temps de travail est long. · Inconvénients Les systèmes photopolymérisables présentent des inconvénients
· Paramètres d’influence Plusieurs paramètres influencent la qualité de la photopolymérisation de la colle, à savoir l’épaisseur de la colle si l’épaisseur de la colle est importante, il faut augmenter le temps
Par ailleurs, avec l’apparition des nouvelles lampes à plasma et des lampes à diode électroluminescente, les fabricants nous proposent de polymériser rapidement, ce qui est un avantage évident en orthodontie. Ces lampes à polymérisation rapide sont l’objet de controverses, en dentisterie restauratrice adhésive. Le problème qui se pose en orthodontie n’est pas la quantité de contraintes engendrées au niveau de l’interface, mais la qualité de polymérisation et le degré de conversion des colles obtenus avec ces lampes à polymérisation rapide. Etude expérimentale · Objectif Cette expérimentation a pour but de comparer une lampe à plasma (Apollo 95 E, DMD) à une lampe halogène classique (Demetron 401, Kerr). · Principe Les propriétés mécaniques d’un composite sont proportionnelles à son taux de conversion. Par conséquent, la comparaison des propriétés mécaniques d’un composite polymérisé à l’aide de deux types de lampes permet aussi de comparer indirectement le taux de conversion procuré par chacun des deux types de lampes étudiés. · Matériels et méthodes Deux composites ont été testés Transbond LR (3M-Unitek) et le Light bond (Ormco). · Résultats Les résultats sont présentés sur l’histogramme de la figure 18. · Discussion Au total, la polymérisation rapide semble légèrement moins efficace que la polymérisation traditionnelle. Donc la prudence s’impose même si, dans l’avenir, la polymérisation rapide doit s’étendre en orthodontie on note, en effet, une inconstance des résultats du collage en fonction 4.1.4 Avantages et inconvénients des colles traclitioimelles164.1.4.1 Avantages :Elles présentent des valeurs d’adhérence élevées cela peut être considéré comme un inconvénient dans certaines situation cliniques, surtout en association avec les brackets Dotées d’un recul clinique suffisant, ces colles sont le plus largement utilisées en clinique orthodontique. Leur taux d’échec demeure très acceptable, de 6 à 7 %24. 4.1.4.2 InconvénientsElles présentent une sensibilité à la manipulation et à la contamination humide ou salivaire. Elles induisent une perte d’émail, liée au traitement agressif à l’acide phosphorique et à la rigidité du composite. Dues à leurs propriétés mécaniques élevées, leur suppression est difficile, surtout avec les brackets en céramique. 4.2 Les colles hydrophilesCette appellation est abusive puisque seul l’adhésif a été modifié. Les adhésifs hydrophiles sont constitués d’une résine hydrophobe, de monomères hydrophiles qui améliorent le mouillage et l’infiltration de la résine sur une surface humide, et d’un solvant, qui peut être de l’acétone ou de l’alcool, permettant de « chasser» l’humidité Etude expérimentale · Objectif : L’objectif de cette expérimentation est de mettre en évidence · Matériels et méthodes Nous avons évalué l’influence de l’incorporation d’acétone et/ou d’un monomère hydrophile, Ces trois adhésifs expérimentaux ont été comparés avec du Concise pur, Les essais ont été réalisés sur l’émail sec et sur l’émail humide, à l’aide d’un test d’adhérence en cisaillement. · Résultats et discussion La figure 19 illustre les résultats de cette étude. On peut faire les observations suivantes : - Email sec La colle hydrophobe (Concise pur) donne des valeurs d’adhérence très élevées sur l’émail sec, de l’ordre de 32 MPa, ce qui est confirmé par la qualité de l’interface obtenue au microscope électronique à balayage (MEB) (FIG. 15). Les lots avec incorporation de 50 % d’acétone (Exp. 1) ou de 50 % d’HEMA (Exp. 2) présentent des valeurs d’adhérence inférieures aux valeurs du groupe contrôle, L’incorporation de 25% d’acétone et 25 % d’HEMA (Exp. 3) permet de retrouver
Tableau 2 : Composition des systèmes de collage testés dans l’étude de l’influence de l’incorporation d’acétone et d’HEMA sur l’adhérence à l’émail humide et l’émail sec. - Email humide Le groupe contrôle subit une chute importante des valeurs d’adhérence (50 %). Après incorporation de 50 % d’acétone ou de 50 % d’HEMA, il n’existe pas Après incorporation de 25 % d’acétone et de 25% de résine hydrophile, La figure 21 illustre une interface obtenue avec ce mélange expérimental L’incorporation d’acétone permet de chasser l’humidité de la surface amélaire Les monomères hydrophiles permettent d’améliorer l’étalement et l’infiltration de la résine réduisant ainsi les propriétés mécaniques du mélange. Un mélange de 25 % de monomères hydrophiles et de 25 % d’acétone permettrait donc En définitive, après un mordançage à l’acide phosphorique, si l’on veut utiliser une colle 4.2.1 Préparation de la surface de l’émailLes adhésifs hydrophiles nécessitent, comme les colles hydrophobes. un mordançage préalable à l’acide phosphorique après nettoyage de la surface amélaire. 4.2.1.1 Les paramètres d’influence du mordançage de l’émailSeuls deux paramètres changent par rapport aux colles hydrophobes · Le temps de séchage après rinçage de l’acide phosphorique : Des études récentes ont montré que la contamination humide n’affectait pas significativement l’adhérence à l’émail des systèmes adhésifs contenant des monomères hydrophiles C’est pourquoi, il est préférable de sécher, comme pour les colles hydrophobes, · La contamination salivaire La contamination salivaire semble ne pas affecter les performances in vitro La mise en place d’un champ opératoire prévenant toute contamination salivaire On attribue à ces systèmes l’avantage d’être tolérants à la contamination salivaire ou humide lorsque cette contamination a lieu avant la mise en place de l’adhésif sur la surface mordancée. Quand elle a lieu après la mise en place de l’adhésif, elle affecte la qualité de l’assemblage. 4.2.1.2 Protocole du mordançageLa préparation de la surface répond au même protocole que pour les colles traditionnelles 4.2.1.3 Avantages et inconvénientsIls sont ceux énumérés au paragraphe 2.1.3. 4.2.2 Pénétration de la résineLa figure 20 montre la pénétration d’une colle hydrophile dans les zones de déminéralisation 4.2.3 Polymérisation de la colle4.2.3.1 Mode d’applicationAprès séchage de la surface amélaire jusqu’à l’aspect blanc crayeux, l’adhésif est appliqué Ces adhésifs sont photopolymérisables il n’est pas nécessaire de les photopolymériser Le composite est appliqué sur la base de l’attache. Une photopolymérisation est pratiquée si nécessaire, du côté gingival et occlusal, 4.2.3.2 Paramètres d’influenceIl n’y a aucune modification par rapport aux colles hydrophobes. 4.2.4 Avantages et inconvénients 164.2.4.1 Avantages1) Une tolérance à la contamination humide, voire salivaire. 2) Des propriétés mécaniques suffisantes. 3) Des valeurs d’adhérence élevées. 4.2.4.2 Inconvénients1) Un recul insuffisant. 2) Une perte d’émail liée au traitement agressif de l’acide phosphorique 3) Des propriétés mécaniques élevées, et une difficulté de dépose, surtout dans le cas 4.3 Les colles automordançantesPour les mêmes raisons que celles évoquées plus haut, on devrait parler Le principe d’action des adhésifs automordançants repose sur une déminéralisation Etude expérimentale Objectifs : Cette expérimentation a pour objectifs d’évaluer l’efficacité de l’adhésif automordançant, Matériels et méthodes L’étude a consisté à comparer cinq systèmes adhésifs acides (les Syntac Sprint de Vivadent, Prime & Bond NT de Dentsply, Clearfil Liner Bond 2 de Kuraray, Résultats : Ils sont présentés à la figure 25. 4.3.1 Avantages et inconvénients 164.3.1.1 AvantagesLes adhésifs automordançants présentent des avantages indéniables. 1. L’attaque reste beaucoup moins agressive qu’un mordançage à l’acide phosphorique 2. Leur manipulation est rendue plus aisée par l’absence de rinçage et, 3. L’absence d’étape de rinçage élimine le problème du contrôle de l’humidité, 4. Enfin, ils ont une efficacité comparable aux colles nécessitant un mordançage préalable 4.3.1.2 Inconvénients1. Comme tous les autres systèmes de collage ils sont sensibles à la contamination humide 2. A ce jour, nous ne disposons pas d’un recul clinique suffisant. 4.3.2 Préparation de la surface de l’émailLes adhésifs automordançants nécessitent un simple nettoyage de la surface amélaire 4.3.2.1 Les paramètres d’influenceDans le cas de leur utilisation en orthodontie, peu de paramètres d’influence sont connus 1. Contamination humide et salivaire L’absence d’étape de rinçage élimine le problème du contrôle de l’humidité 2. Mode d’application Les deux produits commercialisés se présentent sous la forme de «sucette», Etude expérimentale · Objectif L’objectif de cette expérimentation est de mettre en évidence l’influence sur l’adhérence · Matériels et méthodes : Deux lots de dents fraîchement extraites ont été utilisés. · Résultats et discussion La figure 26 illustre les résultats. 4.3.2.2 Protocole1. Nettoyage à l’aide d’une brossette enduite de ponce. 2. Application de l’adhésif sur l’émail, après un rinçage soigneux de la ponce. 3. Laisser agir environ 15 secondes, sans aucun brossage ni rinçage à ce jour, 4. Sécher légèrement, afin d’évaporer le solvant contenu dans l’adhésif. 5. Mise en place du bracket enduit de composite sur la dent. 4.3.3 Pénétration de la résineLa figure 28 illustre l’état d’une interface après action du Prompt L Pop. Notons que la pénétration de la résine se fait correctement avec des brides résineuses 4.3.4 Polymérisation de la colleLes deux adhésifs automordançants commercialisés en orthodontie sont photopolymérisables. Les précautions à prendre sont les mêmes que pour les colles hydrophiles il faut 5 Choix de la colle en fonction de la situation cliniqueAucune colle ne peut être universelle pour toutes les situations son choix dépend
Tableau 3 :Choix du système de collage en fonction de la situation clinique, 5.1 Secteur antérieur maxillaireLes bases des brackets sont souvent bien adaptées à la morphologie dentaire, Toutes les colles sont utilisables et efficaces. Toute colle, nécessitant un traitement de surface acide agressif et une pénétration profonde des surfaces dentaires quelques mois, voire quelques années, après la suppression des brackets. Une colle automordançante, provoquant une attaque de l’émail plus faible et moins agressive, est à préférer dans cette zone. En dehors des colles composites, on dispose aussi des verre-ionomères 5.2 Secteur antérieur mandibulaireIl est évident que toutes les colles sont utilisables dans ce secteur. Toute colle très rigide risque dêtre à l’origine d’une fracture amélaire. Toute colle à fortes propriétés mécaniques et nécessitant un traitement de surface agressif 5.3 Secteur prémolaireDeux problèmes se posent au niveau des prémolaires 1. La mauvaise adaptation des bases des brackets à la morphologie dentaire, 3. La difficulté de contrôle de l’humidité et de la contamination salivaire. En dehors du problème de la contamination salivaire qui peut. plus ou moins, être contrôlée selon les moyens d’isolation utilisés, l’hygrométrie de la cavité buccale vers les secteurs postérieurs. Ce paramètre permet de s’orienter vers le choix d’une colle simple à manipuler, 5.4 Secteur molaireDeux paramètres conditionnent le choix de la colle dans ce secteur l’hygrométrie et les forces de mastication très élevées dans ce secteur qui nécessite une colle tolérante 5.5 Canine incluseLa présence potentielle de la contamination sanguine contre-indique toute utilisation Par ailleurs, l’association d’un adhésif automordançant et d’un verre ionomère modifié Bien que les colles traditionnelles de type pâteactivateur, dites de «contact», · d’une part, le taux de leur polymérisation dépend de l’épaisseur de la colle · d’autre part, il existe un risque majeur cIe déminéralisation autour de l’attache Les autres systèmes de collage sont utilisables et utilisés dans pratiquement Dans l’attente d’une colle universelle, l’orthodontiste doit faire une étude préalable 6 ConclusionsQuel que soit le système de collage utilisé, la qualité de l’assemblage collé dépend Aujourd’hui, l’orthodontiste a à sa disposition de nombreux matériaux de collage En tout, cas, la connaissance de l’ensemble des différents systèmes de collage, 7 Bibliographie
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