alliages dentaire

UNIVERSITÉ BADJI MOKHTAR – ANNABA -Faculté de Médecine

Département de Chirurgie dentaireService de prothèse

Les alliages dentaires

Présenté par: Rt Neciri.B. Encadré par: Dr Bentaher

Plan de travail Introduction I- LES ALLIAGES PRECIEUX 1-Classification 2- Notions de caratage3- Composition 4- Rôles des constituants 5- Propriétés physiques et mécaniques 6- Propriétés thermiques 7- Corrosion chimique 8- Propriétés biologiques 9- Indications II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX 1- Composition 2- Classification

Plan de travail 3- Rôles des constituants 3-1- Eléments constituant la matrice dendritique et interdendritique 3-2- Eléments participant à la formation des précipités dans la matrice 4- Propriétés physiques et mécaniques des alliages NI-CR et CO-CR 5- Corrosion chimiques 6- Propriétés biologiques 7- Indications III. LES ALLIAGES DE TITANE 1- Propriétés physiques et mécaniques 2- Corrosion chimique 3- Propriétés biologiques CONCLUSION

Introduction

Les alliages représente une grande partie des matériaux de restauration dentaire, notamment l’or qui l’un des plus ancien à être utilisé en dentisterie. Cependant l’utilisation des alliages diffère tant pour la restauration en OC (inlay), pour la restauration des édentations en prothèse conjointe (couronnes et ponts …) ou bien amovible (châssis métallique).D’ou l’intérêt de connaitre les différentes propriétés de ces alliages.

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :

Chimiquement, ce sont essentiellement, soit des alliages ternaires Au-Ag-Cu, soit des alliages plus complexes avec adjonctions mineures de palladium, de platine et de zinc.


1-Classification :Selon la spécification n° 5 de l'A.D.A., les alliages

d'or sont divisés en quatre types en fonction de leur dureté (Vickers):

Type I mou : 50 < V.H.N. < 90Type II moyen : 90 < V.H.N. < 120Type III dur : 120 < V.H.N. < 150Type IV extra-dur : 150 < V.H.N.


2- Notions de caratage :Le caratage : Un “carat” représente 1/24 de

teneur en Or donc 18 carats représentent 18/24 soit 75 % de sa teneur en Or.

L’or ne peut être modelé dans sa forme pur, d’où l’intérêt du caratage.


3- Composition :Comme le montre le tableau, dans les quatre

types d'alliages, le pourcentage global d'or et de platine ne doit pas être inférieur à un minimum établi pour que les propriétés mécaniques et électrochimiques soient compatibles avec leur usage buccal.


3- Composition :

Tableau1. Composition des alliages d'or. (D'après EICK, CAUL et DICKSON.)

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :4- Rôles des constituants :• L'or (Au)Inerte chimiquement, il augmente la résistance à la corrosion. Il confère à l'alliage sa

ductilité et augmente la densité. Il élève la température de fusion. • Le platine (Pt)Inerte chimiquement, il augmente la dureté. Additionné à l'or, il améliore encore la résistance à la corrosion. Son utilisation est limitée car il élève le point de fusion et, au-delà de 12 %, il blanchit

l'alliage.• Le palladium (Pd)Son rôle est similaire à celui du platine. Très peu actif chimiquement, il augmente la

dureté et la température de fusion de l'alliage. Il blanchit l'alliage plus que tout autre constituant (il suffit de 5 à 6 % de palladium pour

le blanchir complètement).

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :4- Rôles des constituants :• L'argent (Ag)Actif chimiquement, il contribue à la ductilité de l'alliage. L'argent tend à

blanchir l'alliage (métal blanc). • Le cuivre (Cu)Très actif chimiquement, il augmente la résistance mécanique et la dureté de

l'alliage. Il diminue sa densité. Il abaisse le point de fusion de l'alliage. Le cuivre diminue la résistance à la corrosion de l'alliage (son utilisation doit

donc être limitée).• Le zinc (Zn)Très réactif chimiquement, il blanchit l'alliage et joue un rôle de désoxydant. Il

abaisse la température de fusion et diminue la densité de l'alliage.

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :5- Propriétés physiques et mécaniques :

Tableau 2. Propriétés mécaniques des alliages d'or. (D'après Combe et la spécification n° 5 de l'A.D.A.)

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :6- Propriétés thermiques : Intervalle de fusion : selon la spécification n° 5 de l'association

dentaire américaine la température minimum de début de fusion doit être de 930°C pour le type I, de 900°C pour les types II et III, et de 870°C pour le type IV. Quant aux alliages d'or pour céramo-métalliques leur intervalle de fusion dépasse 1 000°C.

Dilatométrie thermique : le coefficient de dilatométrie thermique peut varier de 18 à 19 x 10~6/°C selon les types, alors que celui de l'or pur est de 14,3 x 10-6/°C et celui de la dent de 11,2 x 10-6/°C.

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :6- Propriétés thermiques : Retrait de coulée : le retrait linéaire de coulée peut varier de 1,37 à 1,56 %

entre le type II et le type I avec 1,42 % pour le type III. Il semble qu'en moyenne, un retrait de coulée de 1,4 + 0,2 % soit acceptable, quoique cette variation ne soit pas négligeable.

Conductibilité thermique : elle représente près de 50 fois celle de la dentine et plus de 25 fois celle de l'émail, mais semblable à celle de l'amalgame.

Conductibilité électrique : la conductibilité électrique augmente avec le degré d'ordre qui rétablit la périodicité du potentiel interne. La conductibilité de la phase Au-Cu est de 20 X 204 Ω.cm (Haugton et Payne), soit trois fois plus grande que celle de l'alliage désordonné.

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :7- Corrosion chimique :La corrodabilité des alliages d'or augmente par paliers

lorsque la teneur en or diminue (règle de Tammann). Sur le plan de la corrosion électrochimique le

traitement d'homogénéisation semble absolument nécessaire, si l'on veut éviter le ternissement en bouche des pièces coulées.

D'autre part, le couplage avec des métaux moins nobles est à éviter sous peine d'entraîner leur altération.

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :8- Propriétés biologiques :Les alliages d'or sont très bien tolérés en bouche à

condition que la teneur globale en or et en métaux nobles du groupe du platine ne soit pas inférieure à 75% Toutefois pour éviter les phénomènes subjectifs liés à la corrosion électrochimique (goût métallique, picotement de la langue...), il est préférable d'homogénéiser l'alliage avant sa mise en bouche.

I- LES ALLIAGES PRECIEUX :9- Indications : Type I : inlays proximaux sur incisives (classe III) et

inlays de collets (classe V). Type II : inlays de tous types et reconstructions

unitaires. Type III : couronnes et travées de longue portée,

inlays et onlays moyens d'ancrages de bridge. Type IV : châssis métalliques coulés, barres linguales

et crochets coulés. Ors spéciaux pour couronnes céramo-métalliques.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :Deux grandes classes d'alliages peuvent être distinguées:

les alliages à base de nickel-chrome et les alliages à base de cobalt-chrome.

Les alliages nickel-chrome, encore appelés "superalliages", se sont développés dans l'industrie vers 1930 pour répondre aux besoins d'alliages inoxydables résistants à haute température.

Les alliages cobalt-chrome, improprement désignés sous le nom commercial déposé de "stellites" ont été utilisés dans leur première application odontologique dans la confection des châssis métalliques de prothèse amovible partielle.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :1- Composition :Pour les chrome-cobalt, chimiquement ce sont

essentiellement des alliages base cobalt, soit ternaires, chrome-cobalt-molybdène (alliages classiques) soit, quaternaires chrome-cobalt-nickel-molybdène (alliages récents).

Les compositions pondérales des différents alliages non précieux sont variables selon les fabricants.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :1- Composition :

Tableau 3. — Composition de quelques alliages chrome-cobalt. (D'après Monographie du cobalt et selon Civjan et coll.)

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :1- Composition :

Tableau 3. — Composition de quelques alliages nickel-chrome.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :2- Classification :Dès 1979, Burdairon et Degrange proposaient de les classer en

trois groupes : Les alliages nickel-chrome-fer contenant, comme éléments d'addition,

du bore, du manganèse et du fer. Les alliages nickel-chrome contenant de l'aluminium et du molybdène,

avec parfois des additions de béryllium, de titane, de tantale et de tungstène.

Les alliages nickel-chrome riches en nickel, contenant du silicium et du bore.

Plus récemment, Meyer et Degrange, ont réactualisé les spécialités commerciales de la classification de 1979.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :3- Rôles des constituants :Les alliages cristallisent en donnant des structures

dendritiques. Parfois au sein de cette matrice dendritique peuvent

apparaître des précipitations plus ou moins fines de composés intermétalliques.

Les zones interdendritiques sont constituées par des précipités massifs ou par des eutectiques lamellaires.

C'est à leur niveau que l'on observe des ruptures de type fragile.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :3-1- Eléments constituant la matrice dendritique et

interdendritique :Le nickel constitue avec le chrome et le molybdène la

matrice dendritique et interdendritique des alliages Ni-Cr-Mo, sous la forme d'une solution solide de substitution.

Il en est de même pour le Cobalt au sein des alliages Co-Cr-Mo.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :3-2- Eléments participant à la formation des précipités dans la matrice : Ces éléments sont le molybdène, le chrome, le silicium, le bore, le carbone et

l'aluminium. Le molybdène associé au nickel et au chrome participe à la formation des

phases intermédiaires qui se forment dans les zones interdendritiques des alliages base Ni Co.

Le carbone participe également avec le chrome et le molybdène à la formation des carbures principalement du type M23C6.

Le silicium peut également former avec le nickel des précipités très fins Ni3B-Ni5Si2 dans ces zones. Il améliore la coulabilité.

Le bore forme avec le nickel des composés intermétalliques Ni3B qui contribuent à abaisser le point de fusion de l’alliage.

Le chrome va conférer à l'alliage la résistance à haute température.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :4- Propriétés physiques et mécaniques des alliages NI-CR et CO-CR :Les propriétés des alliages Ni-Cr et Co-Cr sont reportées dans le tableau

suivant

Tableau 4. Propriétés mécaniques des alliages non précieux

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :Parmi les propriétés thermiques, le coefficient d'expansion

thermique (CET) intéresse plus particulièrement les alliages destinés à la technique céramo-métallique. Les valeurs du CET sont comparables à celles des alliages précieux et permettent donc l'utilisation des mêmes céramiques.

Tableau 5. Coefficient d'expansion thermique (CET) des alliages non précieux

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :Les intervalles de fusion et les températures de coulée figurent

dans le tableau. Ces dernières ne constituent plus des difficultés particulières si elles sont comparées à celles des alliages précieux, les systèmes de chauffe actuels permettant d'atteindre aisément ces températures.

Tableau 6. Températures de fusion et de coulée des alliages non précieux

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :5- Corrosion chimiques :Le chrome est le principal responsable de la passivité des

alliages nickel-chrome en milieu buccal. A partir d'une teneur suffisante (13 %), c'est le recouvrement complet de la surface de l'alliage par une fine pellicule d'oxyde qui lui confère cette propriété.

La présence de molybdène augmente la résistance du nickel à la corrosion dans des solutions d'acides (chlorhydrique et sulfurique) ou dans des solutions salines (chlorures de sodium) ou salivaires artificielles.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :6- Propriétés biologiques :Malgré les interrogations concernant l'innocuité des

alliages Ni-Cr et en particulier sur leur potentiel allergisant (par rapport au nickel), on peut admettre aujourd'hui que les alliages contenant plus de 20 % de chrome peuvent être considérés comme stables en milieu buccal, tout comme les alliages cobalt-chrome.

Certains alliages nickel-chrome sont actuellement commercialisés avec des certificats de biocompatibilité.

II- LES ALLIAGES NON PRÉCIEUX :7- Indications :Les alliages chrome-cobalt (stellites), sont

essentiellement destinés à la confection des châssis métalliques en prothèse adjointe et a la réalisation d’arcs et de ressorts en orthopédie dento-faciale.

Les alliages nickel-chrome quand a eux sont mieux adaptés pour la réalisation des prothèses conjointes coulées et d’infrastructure céramo-métalliques. Leur grandes rigidité sous faible épaisseur permettent une moindre mutilation coronaire, ce qui leur confer un gros avantage sur le plan parodontal.

III- LES ALLIAGES DE TITANE :Actuellement, dans le domaine médical, le titane et ses

alliages ont pris une place de plus en plus importante car ce sont des matériaux alliant la biocompatibilité à de bonnes propriétés physiques et mécaniques.

Le titane employé en odontologie est le plus souvent soit "pur" soit "allié". Le titane dit "pur" ou "non allié", ou plus exactement titane commercialement pur (Ti-cp).

III- LES ALLIAGES DE TITANE :1- Propriétés physiques et mécaniques :Parmi les propriétés physiques et mécaniques du titane non allié, il convient

de noter : Une masse spécifique faible (ρ= 4,5 g.cm-3), deux fois plus faible que celle

des alliages chrome-cobalt. A volume égal, le poids des éléments prothétiques en titane est pratiquement deux fois moindre que ceux réalisés en alliage Ni-Cr ou Co-Cr et environ quatre fois moindre que ceux réalisés en alliage base Au.

Un point de fusion élevé (aux environs de 1720 °C selon le degré de pureté).

Une conduction thermique très inférieure aux autres alliages utilisés en prothèse. Cette conduction thermique constitue un inconvénient par rapport aux alliages Co- Cr utilisés lors de la confection de plaques métalliques coulées.

Une dureté comparable à celle des alliages précieux base or et bien inférieure à celle des alliages non précieux (210 à 465 HVN).

III- LES ALLIAGES DE TITANE :2- Corrosion chimique :La tenue du titane à la corrosion est très satisfaisante en

milieu biologique, toutefois la présence de fluorures en milieu acide diminue cette résistance.

Le comportement vis-à-vis de la corrosion du titane, commercialement pur, coulé, semble être similaire à celui des pièces usinées. En revanche, la rugosité affecte de manière significative son comportement.

3- Propriétés biologiques :Il est reconnu de façon unanime que le titane et les alliages

de titane présentent une bonne biocompatibilité.

CONCLUSIONLes alliages précieux, quoique concurrencés dans

quelques indications par les matériaux non métalliques, organiques ou céramiques, restent aujourd'hui, d'une incontournable actualité en odontologie prothétique.

Les alliages, de par leur mise en œuvre simple et éprouvée et leurs propriétés mécaniques, restent des matériaux de référence en matière prothétique. Leur polyvalence face aux différentes situations cliniques restant inégalée, ils sont encore, de très loin, les plus employés en prothèse dentaire.

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