Prothèse amovible partielle et prothèse fixée à armature zircone

Les systèmes tout-céramique ont connu un essor certain durant les deux dernières décennies, aujourd’hui reconnu par les instances de santé publique [¹]. Leurs indications cliniques, portées dans les premiers temps par leurs propriétés optiques très favorables, se sont concentrées vers la dentisterie esthétique [², ³]. Puis, progressivement, les indications de ces systèmes ont été étendues au fur et à mesure de l’évolution des matériaux et de leurs possibilités de mise en forme [⁴].

Parmi ces nouvelles indications possibles, la réalisation d’armatures fraisées destinées à la prothèse composite est aujourd’hui envisageable techniquement.

Cet article se propose de faire le point sur la réalisation clinique de tels artifices en l’illustrant par deux cas cliniques.

Les matériaux

Les propriétés mécaniques des vitrocéramiques ou des céramiques alumineuses limitent leurs indications, en prothèse plurale, aux secteurs antérieurs [⁵]. Depuis une dizaine d’années et grâce aux progrès des techniques d’usinage, le dioxyde de zirconium (ou zircone) est venu enrichir la palette de matériaux d’infrastructure céramique [⁶, ⁷]. Ce dernier possède toutes les caractéristiques mécaniques (^fig. 1) permettant de répondre aux contraintes occlusales propres aux éléments pluraux postérieurs et antérieurs [⁸, ⁹]. En revanche, et contrairement aux vitrocéramiques, il ne peut pas tirer parti des procédés de mordançage [¹⁰-¹⁴], ce qui limite ses possibilités d’assemblage.

Plus de 20 sociétés se partagent actuellement le marché de la production et/ou de l’usinage de la zircone. La quasi-totalité des industriels propose de la zircone stabilisée à l’ytrium (Y-TZP) préfrittée. Celle-ci a pour avantage d’être plus rapide et moins onéreuse à usiner, tout en ayant des valeurs de résistance mécanique suffisante (950-1100 MPa).

La distinction des systèmes se fait aujourd’hui davantage sur les possibilités offertes par les logiciels de conception par ordinateur (CAO) ou de conception et fabrication par ordinateur (CFAO). En effet, le logiciel constitue un enjeu essentiel et en perpétuelle évolution par les possibilités qu’il apporte au prothésiste de laboratoire. Parmi celles-ci, la réalisation de fraisages est encore une extension peu développée.

La particularité des armatures céramo-métalliques fraisées en prothèse composite est de créer dans ces zones de fraisages des épaisseurs plus fines, nécessitant de laisser la surface métallique nue (^fig. 2 et ³). Cette configuration a surtout l’avantage de permettre une adaptation très précise entre les éléments du châssis métallique et la prothèse fixée. Dans certains cas, les fraisages sont conçus et réalisés comme de réelles attaches de précision. Cette spécificité n’est pas encore envisageable avec les armatures en zircone. Ces limitations ne sont pas dues aux possibilités intrinsèques de l’usinage de la zircone, qui assure l’obtention d’une précision adéquate, mais plus à la nécessité de protéger la surface de zircone par une couche de « glasure » (voir discussion).

Dans le domaine de la prothèse plurale composite, de par leurs plus faibles propriétés mécaniques, les armatures en céramique vitreuse ne peuvent être envisagées sans risques pour les éléments fraisés. Dès lors que la restauration prothétique est étendue ou globale, seule la zircone est actuellement envisageable.

Deux cas cliniques servent de support à la description de ce procédé en se limitant aux réalisations prothétiques au maxillaire.

1^er cas clinique

Une patiente, âgée de 46 ans, s’est présentée à la consultation de prothèse avec une demande de réhabilitation esthétique et fonctionnelle. Ses anciennes restaurations maxillaires, de même que les dents restantes à la mandibule, étaient fortement délabrées (^fig. 4 et ⁵).

Les solutions implantaires ayant été refusées par la patiente, le plan de traitement a consisté en la réalisation de deux prothèses composites maxillaire et mandibulaire.

Au maxillaire, après dépose des anciens artifices et mise en condition de la cavité buccale, l’avulsion des dents 24 et 26 s’est avérée nécessaire.

Après 2 mois de cicatrisation, les préparations périphériques des dents restantes ont été achevées. Les principes de préparation devaient répondre à la fois aux exigences du matériau zircone (épaulement arrondi ou congé large à bord franc) et au volume des fraisages à venir. L’empreinte globale a été réalisée puis moulée, le maître moulage détouré et transféré sur articulateur. Le prothésiste a confectionné une armature en cire (^fig. 6, ⁷, ⁸, ⁹ et ¹⁰), dans laquelle ont été réalisés les fraisages selon le tracé de châssis métallique retenu. Les fraisages devaient rester arrondis et assurer des transitions douces sans angles vifs. L’armature devait respecter le soutien de la céramique en recherchant une épaisseur uniforme de celle-ci.

Ainsi préparé, le maître moulage a pu être scanné. L’option prothétique a alors consisté à séparer les éléments fixés en trois parties :

– un bridge de 3 éléments (13 à 11) ;

– un pont de 5 éléments (21 à 25) ;

– une dent unitaire (27).

Ce choix a été guidé uniquement par le souhait de minimiser les risques d’un mauvais ajustage des pièces prothétiques qui aurait alors obligé à refaire toute la construction usinée. En effet, contrairement aux systèmes céramo-métalliques, l’armature usinée en zircone ne peut pas être sectionnée et repositionnée. Chacune des trois parties a été scannée individuellement. Cela consiste tout d’abord à scanner les préparations (^fig. 11), puis, dans un deuxième temps, les cires d’armature (^fig. 12). Cette technique est appelée « double scannage » (^fig. 13 et ¹⁴). Elle n’est malheureusement pas gérée, à ce jour, par tous les logiciels. À titre d’exemple, le logiciel 3shape Dental-Designer™ est à même de répondre aux exigences de cette option.

Les trois pièces usinées ont ensuite été essayées et leur adaptation validée sur le maître moulage (^fig. 15), puis en bouche (^fig. 16). Dès lors, la céramique cosmétique dédiée à la zircone (ie : de même coefficient de dilatation thermique) a pu être montée (^fig. 17, ¹⁸ et ¹⁹). Le respect des temps de cuisson et surtout de refroidissement a assuré une meilleure cohésion entre ces deux matériaux présentant des coefficients de conductivité thermique différents.

Les surfaces de fraisage ont dû être recouvertes d’une « glasure » F pour ne pas mettre en contact direct la zircone et la salive (voir discussion infra).

Après essayage et réglages occlusaux, les éléments fixés ont été scellés au ciment verre-ionomère modifié par adjonction de résine (CVIMAR) (Fuji Plus, GC).

L’empreinte secondaire destinée à la PAP a été réalisée à l’aide du porte-empreinte individuel, en prenant soin de reproduire fidèlement les fraisages.

La confection du châssis métallique a suivi les étapes habituelles pour aboutir à l’insertion prothétique (^fig. 20, ²¹ et ²²).

2^e cas clinique

Une patiente, âgée de 67 ans, a consulté pour renouveler son ancienne prothèse à châssis métallique maxillaire. Étant donné le délabrement et la présence d’anciennes restaurations fixées inadaptées, il lui a été proposé de réaliser au préalable deux bridges antérieurs, de 13 à 11 et de 21 à 23 et de conserver la 25 en l’état.

Devant le risque évident de fracture radiculaire, la dépose des anciennes reconstitutions coulées en place sur 13, 12, 22 et 23, a été rejetée (^fig. 23). L’option tout-céramique en zircone a été retenue pour sa faculté à masquer le métal tout en permettant la réalisation des appuis palatins nécessaires. Le tracé de châssis a repris les mêmes composantes que la prothèse précédente qui donnait toute satisfaction à la patiente : crochets de Roach sur 13 et 23, crochet de Nally-Martinet sur 25.

Après transfert sur articulateur, le moulage de travail détouré (^fig. 24) a pu être exploité pour le scannage des préparations. À partir de la proposition initiale du logiciel, le prothésiste a déformé informatiquement les zones d’appuis palatins sur 13 et 23 (^fig. 25, ²⁶ et ²⁷). L’enregistrement de l’antagoniste a permis de respecter le volume prothétique final (^fig. 28). Les armatures ont été validées, puis commandées. L’examen des armatures sur le moulage de travail a confirmé leur parfaite adaptation (^fig. 29, ³⁰ et ³¹).

L’essayage clinique des armatures a permis de valider cette adaptation de même que les espaces indispensables à la céramique cosmétique, en intercuspidie maximale comme dans les mouvements de propulsion et de latéralité (^fig. 32). Après réalisation de la céramique cosmétique (^fig. 33 et ³⁴), les bridges ont été scellés au CVIMAR (Fuji Plus, GC) avant la réalisation de l’empreinte secondaire. Pour ce cas clinique, une chaîne technique exploitant au mieux les possibilités de CFAO existantes a été privilégiée. Ainsi, le maître moulage obtenu, scanné dans un premier temps (^fig. 35), a conduit à la réalisation virtuelle de l’armature du châssis à l’aide du logiciel Digistell 2.0 (^fig. 36).

Les étapes habituelles d’enregistrement de la relation maxillo-mandibulaire et d’essayages ont abouti à l’insertion finale de la partie prothétique amovible (^fig. 37).

Discussion

Peut-on parler de « fraisages » ?

Les possibilités offertes à ce jour par les logiciels de CFAO s’apparentent plutôt à une reproduction (cas clinique n° 1) ou à une modélisation sommaire de fraisages (cas clinique n° 2). En effet, il n’est pas encore possible d’envisager de réels fraisages de précision, assurant un rôle de rétention par friction, tout simplement parce que le futur axe d’insertion de la prothèse amovible n’est pas intégré à la modélisation. En revanche, les fonctions de sustentation et de stabilisation sont aussi bien restituées que par des améloplasties sur dents naturelles.

Une future évolution des logiciels informatiques dans ce sens serait une option intéressante, d’autant plus que les données tridimensionnelles pourraient être transmises et reproduites dans le logiciel de CFAO du châssis métallique.

Peut-on envisager des attaches de précision en zircone ?

Des attaches de type glissière extra-coronaire ou couronne télescope ont déjà été présentées [¹⁵-¹⁷] : elles sont techniquement réalisables. Cependant, la dureté très importante du matériau zircone (1 200 Hv) laisse penser qu’une usure rapide de la contre-partie métallique pourrait faire perdre tout leur sens à de telles réalisations. Si l’association d’éléments intermédiaires en téflon dans la partie femelle permet de contourner ce risque, aucune donnée sur la durée de vie de telles conceptions n’existe à ce jour.

Peut-on envisager une technique emportant la partie fixée dans l’empreinte secondaire ?

La finition de la prothèse amovible sur un maître moulage comportant la partie fixée est une option appréciée avec les armatures céramo-métalliques. Dans le cas des armatures en zircone, du fait d’un espacement interne plus conséquent [¹⁸-²⁰], le positionnement précis des pièces fixées repose essentiellement sur la qualité de précision de leur ajustage périphérique. Ainsi, il paraît plus risqué de sceller la partie fixée dans un deuxième temps, en même temps que l’insertion de la prothèse amovible. Toutefois, aucune contre-indication technique ne l’empêche.

Pourquoi recouvrir les surfaces fraisées de « glasure » ?

Le vieillissement de la zircone en milieu humide est une caractéristique qui a été bien étudiée et documentée dans le cadre des têtes de prothèse de hanche en zircone [²¹]. Selon les données de la littérature, les contraintes mécaniques répétées créent des microfissures superficielles qui sont aggravées par la présence d’eau [²², ²³].

La zircone présente une forte ténacité, liée à sa capacité intrinsèque à changer de phase cristalline dans de telles situations [²⁴]. Ce changement de la phase quadratique en phase monoclinique se traduit par une augmentation de 3 à 5 % du réseau cristallin qui bloque alors la progression de la fissure.

Même s’il paraît évident que l’intensité des contraintes mécaniques que doivent supporter une prothèse de hanche ou une dent sont très éloignées, il n’en reste pas moins que les informations disponibles à ce jour dans notre domaine sont insuffisantes et devront être complétées.

La « glasure » appliquée lors de la cuisson de la céramique cosmétique assure une protection physique de la surface zircone, mais constitue une couche d’épaisseur conséquente, qui modifie la forme initiale du fraisage.

Conclusion

Si les armatures céramo-métalliques restent à ce jour la solution de choix en prothèse composite, l’approche proposée dans cet article est techniquement et cliniquement probante. Toutefois, eu égard au faible recul clinique des armatures zircone dans cette indication spécifique, il y a lieu de rester attentif aux études en cours. L’évolution des indications cliniques dépendra en grande partie des logiciels de modélisation qui intégreront des options d’outils virtuels de fraisage. À ce jour, à notre connaissance, aucun logiciel sur le marché ne propose de telles possibilités.

Remerciements

Les auteurs remercient les laboratoires de prothèse du Centre de soins et de la Faculté de chirurgie dentaire de Strasbourg, la société Nobel Biocare, le laboratoire Flecher et M. Jean-Marc Faudi (laboratoire Watzki) pour leur soutien et leur implication dans ce travail.

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