Les matériaux bulk-fill : un premier bilan
BIOMATÉRIAUX
Philippe FRANÇOIS* Élisabeth DURSUN** Mathieu DERBANNE*** Adrien MOINET**** Pauline TINCQ***** Éric BONTE******
*Praticien attaché en odontologie
conservatrice et endodontie
**Faculté de chirurgie dentaire
(université Paris-Descartes)
***Service d’odontologie de l’hôpital Bretonneau
(AP-HP, Paris)
****MCU-PH en odontologie pédiatrique
Unité de recherche en biomatériaux,
innovations et interfaces
*****Faculté de chirurgie dentaire
(université Paris-Descartes)
******Service d’odontologie de l’hôpital Albert-Chenevier (AP-HP, Créteil)
*******Ancien AHU en odontologie pédiatrique
********Chercheur associé
Unité de recherche en biomatériaux, innovations et interfaces
*********Faculté de chirurgie dentaire
(université Paris-Descartes)
**********Étudiant, faculté de chirurgie dentaire
(université Paris-Descartes), externe
***********Service d’odontologie de l’hôpital Bretonneau
(AP-HP, Paris)
************Étudiante, faculté de chirurgie dentaire
(université Paris-Descartes), externe
*************Service d’odontologie de l’hôpital Bretonneau
(AP-HP, Paris)
**************MCU-PH en odontologie conservatrice
et endodontie
***************Faculté de chirurgie dentaire
(université Paris-Descartes)
****************Service d’odontologie de l’hôpital Bretonneau (AP-HP, Paris)
Les matériaux de restauration composites présentés comme bulk-fill sont maintenant proposés par la plupart des industriels. Leur utilisation simplifiée répond évidemment à une demande clinique et leur développement commercial a profité de cette voie pour les installer dans les plateaux techniques des praticiens. Cependant, dès le début, la littérature scientifique a pointé leur hétérogénéité entre marques et a soulevé les limites de leur utilisation.
Comme toujours, il faut un peu de temps pour juger mais le recul, limité certes, dont on dispose aujourd’hui permet de le faire.
Les techniques adhésives apparaissent maintenant comme une évidence pour la réalisation des restaurations d’usage directes et indirectes. Longtemps débattue face à d’autres matériaux moins exigeants en termes de manipulation, leur grande efficacité a été corrélée à l’application d’un protocole adhésif et opératoire strict et rigoureux afin de s’affranchir d’une contamination salivaire ou sanguine, d’obtenir une bonne adhérence et de limiter au maximum les effets de la rétraction de prise.
Ce dernier point reste probablement le plus difficile à gérer, avec des techniques incrémentales chronophages et objet de discussions ainsi que l’utilisation d’un film (liner) de composite fluide de faible épaisseur afin, entre autres, d’absorber les contraintes. Malgré leur évolution, les matériaux composites présentent toujours ce phénomène de rétraction de polymérisation qui s’accompagne d’une contrainte au niveau du joint adhésif. Or, la qualité de ce joint est le facteur clé de la réussite d’un traitement à long terme car il évite la formation d’un hiatus aboutissant à la récidive carieuse [1] ou à des sensibilités postopératoires.
C’est dans un contexte de demande de simplification des protocoles qu’ont été successivement introduites de nouvelles générations d’adhésifs, plus rapides à utiliser et moins opérateur-dépendants qu’avant, mais également de nouveaux composites, avec un protocole opératoire simplifié : les bulk-fill.
Derrière cette dénomination (« obturation en masse » en français), relativement vague, se cache en réalité un grand nombre de matériaux : les composites du même nom, détaillés dans cet article, mais également les silicates tricalciques de dernière génération comme la Biodentine™ ou encore les ciments verre ionomère à haute viscosité.
Arrivés sur le marché en 2009, les composites bulk promettent des épaisseurs de polymérisation de 4 mm ou plus, permettant un gain de temps non négligeable et une rétraction de polymérisation moindre.
Bien qu’aucune classification des composites bulk ne fasse référence à ce jour, nous utiliserons celle proposée dans sa thèse d’exercice par Blavignac [2] qui distingue, d’une part, les composites bulk de base intermédiaire (CBBI) et, d’autre part, les composites bulk de restauration (CBR). Cette classification topographique, selon son placement en tant que substitut dentinaire ou en tant que restauration occlusale, permet de mieux cerner le cahier des charges requis pour chaque composite par rapport aux classifications fondées sur la viscosité.
Il convient également de noter que, selon les marques, une grande hétérogénéité dans la composition et les propriétés des composites bulk est retrouvée, contrairement aux composites conventionnels.
En quoi diffèrent les composites bulk et les composites conventionnels ?
Par définition, un composite peut être considéré comme un ensemble de charges minérales incluses dans une matrice organique. Ces charges inorganiques sont recouvertes d’un silane afin d’optimiser la cohésion avec la matrice. Le problème majeur de ces résines composites réside dans la rétraction de polymérisation qui dépend, entre autres, du type de monomères employés, du taux de charge et du degré de conversion.
En se fondant sur les inconvénients que possèdent les matériaux composites fluides et de haute viscosité, un matériau de restauration bulk-fill « idéal » devrait pouvoir satisfaire à l’ensemble des critères suivants [3]. Il doit posséder :
• des propriétés mécaniques (module d’élasticité, résistance à la flexion, dureté, résistance à l’abrasion) satisfaisantes pour résister à la fonction masticatrice et assurer une bonne transmission des forces ;
• une profondeur de polymérisation élevée ;
• un haut taux de conversion ;
• un faible retrait et une faible contrainte de polymérisation en peu d’incréments ;
• une viscosité autorisant une bonne adaptation aux parois cavitaires et une sculpture aisée ;
• une bonne aptitude au polissage ;
• une esthétique convenable et un choix facilité de la teinte ;
• une facilité et une rapidité de mise en œuvre ;
• une fiabilité et un recul clinique éprouvés.
L’ensemble de ce cahier des charges n’a pu être atteint en une seule génération de bulk-fill. Les améliorations par rapport aux composites traditionnels se sont portées sur la contrainte et la profondeur de polymérisation.
D’un point de vue chimique, la rétraction de polymérisation et la contrainte qui en découle sont liées à la réduction de l’espace libre matriciel qui se produit par le remplacement des liaisons de Van der Waals par des liaisons covalentes lors de la conversion des monomères en polymères. Afin de diminuer cette contrainte, il a été proposé d’insérer un groupement favorisant la relaxation des polymères directement dans la chaîne du monomère – UDMA, (uréthane diméthacrylate) modifié dans le cas du SDR™ de Dentsply, par exemple –, ce qui a pour effet de modifier la cinétique de polymérisation.
En effet, ce modulateur a un haut poids moléculaire et permet une plus grande flexibilité des groupes qui lui sont liés : la polymérisation qui s’ensuit se fait alors avec une augmentation plus progressive de la rigidité, se traduisant par moins de contraintes [4]. Ce moindre retrait s’observe malgré un taux de charges plus faible (et de plus grosse taille) que celui des composites conventionnels. Leur comportement lors de la polymérisation est donc différent de celui des composites conventionnels (fluides ou de haute viscosité), mais aussi des résines silorane [4].
Concernant la profondeur de polymérisation annoncée de 4 mm ou plus selon les fabricants, elle est permise par la combinaison de deux mécanismes. D’une part, la forte translucidité de ces composites laisse mieux diffuser la lumière lors de la photopolymérisation. La teinte jouant également un rôle dans la diffusion des rayons lumineux, certains composites bulk n’expriment leur teinte que pendant la polymérisation afin d’optimiser cette diffusion. D’autre part, bien que la majorité des composites bulk-fill conservent la camphoroquinone (ou ses dérivés) comme photo-initiateur, certains fabricants ont mis au point des amorceurs de polymérisation plus réactifs, dérivés du germanium [5]. Or, le type et le pourcentage de photo-initiateurs affectent directement le degré de conversion des composites.
Des réserves sont toutefois à émettre sur certaines profondeurs de polymérisation annoncées par les fabricants. Les tests standardisés utilisés (ISO 4049) faisant référence semblent inappropriés à cette nouvelle famille de composites : ils consistent à polymériser le composite dans un cylindre métallique de grande longueur, puis d’éliminer le composite non polymérisé à la spatule et, enfin, de diviser la longueur du cylindre de composite obtenu par deux pour obtenir la profondeur de polymérisation.
Le problème est que, compte tenu de la très grande translucidité de ces composites, une très grande plage de composite peu polymérisé (mais suffisamment rigide pour ne pas être éliminé à la spatule) est obtenue par cette méthode et augmente donc l’épaisseur de polymérisation annoncée. Les tests effectués par dureté Vickers semblent préférables pour ces composites mais sont rapportés par certains comme augmentant encore les profondeurs de polymérisation [6].
Composites bulk de base intermédiaire
Comme leur nom l’indique, les composites bulk de base intermédiaire sont destinés à jouer le rôle de substitut dentinaire et requièrent impérativement un recouvrement occlusal et/ou proximal par un composite conventionnel ou une restauration indirecte. Longtemps constituée uniquement par des composites fluides, cette famille s’est dernièrement enrichie d’un composite de moyenne/haute viscosité, incrusté de fibres de verre promettant des propriétés mécaniques améliorées.
CBBI fluides
Pionniers du marché avec le SDR™ (Dentsply), les composites bulk de base intermédiaire fluides sont les plus documentés et les plus intéressants dans leurs potentialités cliniques actuelles.
En plus des caractéristiques générales évoquées dans le paragraphe précédent, ils présentent les spécificités suivantes, selon la littérature scientifique :
• leur adaptation cervicale est comparable à celle d’un composite fluide conventionnel [7] ;
• leur sensibilité à la corrosion biologique (et au vieillissement en général) est supérieure à celle des composites fluides conventionnels [8].
L’étude clinique la plus avancée sur cette famille (et mise à jour chaque année) montre que le taux d’échecs à 6 ans des restaurations des classes I et II constituées d’un composite bulk fluide en base intermédiaire (SDR™) recouvert en occlusal d’un composite nano-hybride (Ceram-X® mono, Dentsply) n’est pas significativement différent de celui d’une dent restaurée uniquement par stratification de ce composite nano-hybride. Enfin, leur utilisation n’a aucune conséquence sur la résistance à la fracture de la dent ou sur l’adhérence à la dentine [10]. Ces éléments prometteurs restent à nuancer en raison d’un recul clinique encore faible.
CBBI fibrés
La famille des composites bulk de base intermédiaire fibrés est représentée sur le marché par le seul EverX Posterior™ (GC Corporation). Il comporte une matrice résineuse à base de diméthacrylate glycidique de bisphénol A (bis-GMA, bisphénol A glycidyl méthacrylate) et de TEGDMA (triéthylène glycol diméthacrylate). Sa particularité réside dans la présence de fibres de verre de petite taille (de 1 à 2 mm) et d’orientation aléatoire dans sa matrice résineuse chargée. Ces fibres permettraient de lutter contre la propagation de fissures au sein du matériau. Les études montrent la meilleure résistance à la rupture et en flexion de ce matériau par rapport aux autres composites (bulks ou conventionnels). De plus, il présente une rétraction de polymérisation extrêmement faible [11].
Ce matériau est indiqué pour la restauration d’importantes pertes de substance dans les zones de fortes contraintes mécaniques. Il convient de les recouvrir non seulement en occlusal mais aussi en proximal en raison du caractère non polissable des fibres de verre et de la sensibilité accrue à la dégradation hydrique de ce matériau.
Cependant, les études in vitro sur dents extraites sont encore contradictoires. Certaines montrent l’absence de renforcement de l’organe dentaire sur des dents soumises à de fortes contraintes occlusales [12] alors que d’autres ne relèvent pas de différence significative entre une dent saine et une dent restaurée à l’aide de l’EverX Posterior™ [13].
Des études in vitro et cliniques supplémentaires restent donc nécessaires pour étudier le comportement au long cours de ce composite et estimer son apport réel en termes de renforcement mécanique de la dent.
Composites bulk de restauration
L’apport des composites bulk de restauration est beaucoup moins net en clinique : en effet, bien qu’il soit tentant de vouloir réaliser une restauration en un seul incrément, leurs propriétés physiques et mécaniques semblent encore insuffisantes pour atteindre ce but sans réaliser des concessions sur la qualité et la longévité des soins. Des études sur leur usure [14] ainsi que sur leurs autres caractéristiques mécaniques [15] rapportent des résultats moins bon que ceux des composites conventionnels. Leur application en masse rend également leur sculpture moins aisée, et ce d’autant plus que la cavité est grande.
De plus, un premier incrément par composite fluide permet d’améliorer l’adaptation marginale de la restauration aux parois de la cavité. Le suivi de ce principe fait que l’emploi d’un composite bulk de restauration demande, dans la majorité des cas, deux étapes (liner fluide + composite bulk de restauration), tout comme l’utilisation d’un composite bulk de base intermédiaire (comblement au composite bulk de base intermédiaire + composite conventionnel).
Le cas du SonicFill™ (Kerr) (et de son évolution, le SonicFill™ 2) apparaît différent et, bien que classable dans les composites bulk de restauration, sa fluidité initiale obtenue par la vibration à l’aide d’une pièce à main spécifique peut permettre d’envisager une restauration occlusale et proximale en un seul incrément. Cependant, les études sur la première version rapportent une résistance inférieure à celle d’un composite nano-hybride conventionnel [14]. Sa seconde version présenterait une résistance à l’usure plus élevée mais est encore peu documentée.
Les études dont nous disposons actuellement nous amènent à penser que l’usage d’une technique bulk impliquant l’utilisation d’un composite bulk de base intermédiaire serait préférable à celle impliquant l’usage d’un composite bulk de restauration (tableau 1).
Premier cas clinique
Un composite bulk de base intermédiaire recouvert par un composite nano-hybride est utilisé comparé à un composite bulk de restauration particulier : le Sonic-Fill.
Madame X, âgée de 60 ans, consulte pour réaliser une prise en charge globale. Elle présente de nombreuses restaurations inadaptées et ne souhaite pas de restaurations indirectes. Lors de la séance de soins présentée, 14 et 15 sont traitées. Un composite bulk de restauration vibré par pièce à main (Sonic-Fill 2, Teinte A3, Kerr) est utilisé pour restaurer 14 en un seul incrément. Alors qu’un composite bulk fluide de base intermédiaire (Tetric Evo-Flow Bulk, Ivoclar-Vivadent), recouvert d’un composite nano-hybride de moyenne-haute viscosité (Filtek Suprem XTE, Teinte E3, 3M ESPE) sont utilisés pour restaurer 15 (figures 1 à 9).
Second cas clinique
Un composite bulk de base intermédiaire est utilisé comme substitut dentinaire.
Madame Y âgée de 55 ans consulte pour une pulpite aigüe irréversible sur 27. Après curetage de la carie occluso-distale, une restauration transitoire au CVI-HV est réalisée afin d’assurer l’étanchéité lors de la réalisation de la pulpotomie. La pulpectomie a ensuite été réalisée lors d’une séance ultérieure. 3 semaine après le traitement endodontique, la dent est asymptomatique à la palpation, à la percussion, une mobilité I est objectivable ainsi qu’une absence de sondage ponctuel. La restauration d’usage peut donc être effectuée : la patiente ne désirant pas de restauration indirecte, une restauration directe au composite Bulk-fill est alors indiquée.La situation présentée aux figures 11121314151617 à 18 peut être observée.
Conclusion
La famille des résines composites a donc connu une évolution majeure avec l’apparition des composites bulk-fill sur le marché. Leur arrivée s’est accompagnée d’une remise en cause de la technique d’incrémentation mise en œuvre et enseignée depuis plusieurs dizaines d’années.
Un regard critique doit cependant être porté concernant leur utilisation : il s’agit d’une famille très hétérogène où cohabitent des produits de composition, de manipulation et de qualité extrêmement variables. De même, leur translucidité importante et leurs propriétés optiques moyennes les cantonnent actuellement à l’obturation des dents cuspidées bien qu’un composite récemment apparu sur le marché (Filtek™ One Bulk Fill Restorative, 3M) ouvre la porte à leur utilisation en secteur antérieur.
Enfin, le faible recul clinique impose une certaine prudence avant de généraliser l’utilisation de ces composites, bien qu’une première étude de 6 ans leur attribue un comportement extrêmement satisfaisant.