Classification des ciments dentaires pour prothèses

Dans le domaine dentaire, il existe de nombreux ciments sur le marché. Il convient néanmoins d’opérer une première distinction entre les ciments endodontiques et les ciments prothétiques (1). Les premiers sont utilisés en endodontie pour l’obturation des canaux radiculaires tandis que les seconds servent à cimenter les prothèses aux éléments dentaires (1,2).

Concernant ces derniers, il convient de souligner que les premiers ciments prothétiques n’étaient pas des ciments adhésifs, ni sur la dent ni sur le matériau prothétique, mais qu’ils remplissaient de manière adéquate l’espace au niveau de l’interface dent-restauration, créant une forte rétention micromécanique entre les deux surfaces qui empêchait le mouvement et la dislocation de la prothèse (1,2).

Les ciments pour prothèses actuels (définitifs) nécessitent en revanche l’utilisation de techniques adhésives qui reposent sur la création d’une couche solide ayant à la fois une fonction de rétention micromécanique et d’adhésion aux substrats afin d’améliorer la rétention de la prothèse (3).

Classification des ciments pour prothèses dentaires en fonction du matériau

Les ciments pour prothèses dentaires peuvent être classés de différentes manières, en fonction : du type de matériau, de la réaction chimique de prise ou de la formulation et des composés de réaction (2).

Dans cet article, nous les classerons en fonction du type de matériau en :

• Ciments à base d’oxyde de zinc et d’eugénol
• Ciments au phosphate de zinc
• Ciments polycarboxylates
• Ciments verres ionomères
• Ciments verres ionomères modifiés par résine
• Ciments hybrides verres ionomères et aluminate de calcium
• Compomères
• Ciments composites à base de résine

Ciments à base d’oxyde de zinc et d’eugénol

Les ciments à base d’oxyde de zinc et d’eugénol sont des ciments fournis en liquide-poudre ou sous forme de pâte-pâte et sont principalement utilisés pour la cimentation temporaire de restaurations dentaires (2). En effet, leurs propriétés de faible résistance à la compression, faible pH et de solubilité significative en milieu aqueux ne les rendent pas adaptés à la cimentation définitive (4).

Pour renforcer ces ciments, des résines acryliques et des charges d’alumine sont ajoutées, mais ils restent moins résistants que les ciments au phosphate de zinc et verres ionomères (5).

Les ciments à base d’oxyde de zinc et d’eugénol doivent être utilisés avec prudence sous les restaurations composites, car l’eugénol peut inhiber la polymérisation de la résine (1). Cependant, la présence d’eugénol rend ces ciments bactériostatiques et génère un effet modérément sédatif sur la pulpe dentaire ; c’est pourquoi au fil des années, ils sont devenus le matériau de choix pour le remplissage de la chambre pulpaire après une pulpotomie ou des pulpectomies en dentition primaire (4).

Ciments au phosphate de zinc

Les ciments au phosphate de zinc sont généralement fournis sous forme de poudre-liquide, où la poudre contient de l’oxyde de zinc (et en partie aussi de l’oxyde de magnésium) et le liquide est constitué d’acide phosphorique et d’eau. Ce sont des ciments mélangés manuellement à la spatule et dont la réaction acide-base est fortement exothermique et influencée par le rapport poudre-liquide, la température et la présence d’humidité (6).

Ils ont été les premiers ciments à être utilisés en dentisterie pour le scellement définitif de couronnes et de ponts coulés ou céramo-métalliques car ils offrent une bonne rétention et résistance mécanique, tout en ne formant aucune liaison chimique ni avec le pilier dentaire ni avec les matériaux prothétiques (7).

Ciments polycarboxylates

Les ciments polycarboxylates de zinc sont des ciments qui, contrairement aux ciments à l’oxyde de zinc, sont capables de former une liaison chimique avec l’émail et la dentine en liant les ions calcium aux groupes acides des chaînes d’acide polyacrylique (2). Ces ciments sont également fournis sous forme de poudre-liquide et mélangés manuellement avec des spatules non métalliques, car ils peuvent former des liaisons solides avec l’acier inoxydable (1).

Avec ces ciments, un mélange rapide est fortement recommandé car les polycarboxylates deviennent plus fins, augmentant la vitesse de coupe et entraînant une réduction de la viscosité du ciment, ce qui est utile pour assurer une insertion facile dans la surface interne de la prothèse (2). Il est également nécessaire de respecter les temps de prise (temps de prise : 3-6 minutes) et d’utiliser le ciment avant qu’il ne perde son « gloss », car une surface brillante est un indicateur de la présence de groupes carboxyliques libres en surface, permettant d’obtenir une bonne liaison avec le pilier dentaire (2). Leur utilisation est la même que ceux au phosphate de zinc.

Ciments verres ionomères

Les ciments verres ionomères sont des ciments composés d’acide polyacrylique, de silice, d’alumine et de fluorite. Ils peuvent être présents sous diverses formes sur le marché, mais les plus répandues sont la poudre-liquide. La poudre est constituée de la partie vitreuse du ciment et comporte de la silice, de l’alumine et de la fluorite, tandis que le liquide est représenté par l’acide polycarboxylique (1).

Les ciments verres ionomères se lient chimiquement aux tissus minéralisés de la dent en chélatant les acides acryliques aux composants organiques et inorganiques de la dent, et continuent à polymériser même au-delà du temps de prise (1,2). En effet, leurs propriétés mécaniques sont initialement faibles, mais s’améliorent avec le temps pour créer un ciment très résistant à la traction et à la compression, également en raison de sa faible viscosité qui lui permet de pénétrer dans les plus petites fissures des surfaces avec lesquelles il entre en contact (rétention micromécanique) (8).

La capacité de libérer des ions fluorure au fil du temps dans l’environnement environnant est une caractéristique distinctive de ces ciments qui sont donc également utiles dans la prévention des caries (1,2,8).

Ciments verres ionomères modifiés par résine

Également connus sous le nom de ciments « hybrides verres ionomères », ils peuvent être polymérisés chimiquement, à la lumière ou les deux, et la réaction acide-base du verre ionomère se produit en même temps que la polymérisation (2).

Ils sont également présents dans des formules poudre-liquide où la poudre contient des fluoroaluminosilicates vitreux et un ou plusieurs initiateurs tels que la camphoquinone, tandis que le liquide est constitué d’une solution aqueuse d’acide polyacrylique, d’HEMA et de méthacrylate.

La vitesse de réaction est beaucoup plus lente que celle des verres ionomères conventionnels, car il y a moins d’eau dans la formule, mais le mécanisme de liaison au tissu dentaire se produit toujours grâce à l’interaction du calcium avec le polyacrylate (2). Comparés aux ciments verres ionomères conventionnels, ces ciments ont démontré qu’ils possèdent des forces de liaison plus élevées (9). Cependant, cela semble être davantage dû à un meilleur encastrement micromécanique du ciment avec les microaspérités de surface de la dent plutôt qu’à la formation d’une couche hybride résineuse qui s’infiltre dans les tubules dentinaires (10).

Cependant, la présence de méthacrylate détermine une plus grande contraction de polymérisation de ces ciments et la présence réduite d’eau et de carboxylate entraîne une adhérence plus faible à la structure dentaire des ciments, qui sont donc plus sensibles aux micro-infiltrations par rapport aux verres ionomères (11).

Compomères

Les compomères sont des composites modifiés avec des polyacides, fabriqués en incorporant des particules de ciments verres ionomères dans la structure de la résine (2). Ils sont généralement fournis sous la forme d’une pâte photopolymérisable unique, autopolymérisante ou à double polymérisation, et des formules poudre-liquide sont également disponibles.

Ce sont des ciments sensibles à l’humidité et ils absorbent l’eau de la salive, ce qui déclenche la lente réaction acide-base des particules de verre ionomère avec le carboxylate, conduisant à la libération de fluor (12). Cependant, ce processus réduit la résistance à la compression et à la flexion du matériau (13). L’adhérence au tissu dentaire est obtenue uniquement au moyen d’un adhésif qui doit être appliqué avant le positionnement ; en cas d’utilisation sur l’émail, il est toujours judicieux de procéder à un mordançage pour réduire le risque de micro-infiltrations (14).

Ciments composites à base de résine

Les ciments composites à base de résine ont la même composition chimique que les composites de restauration dentaire mais une viscosité nettement inférieure (2). À ce jour, ils représentent les matériaux principalement utilisés pour le scellement définitif de couronnes et de ponts aussi bien sur des piliers naturels que sur des implants et aussi bien en combinaison avec des matériaux céramiques et métalliques (1).

Cependant, il existe une grande variabilité entre ces matériaux en termes de propriétés mécaniques, compte tenu des différences dans la typologie des résines, ainsi que dans les dimensions et la quantité de charges (1,15,16).

Ils peuvent à leur tour être classés en 3 grands groupes (15) :

• Ciments adhésifs (multi-étapes)
• Ciments auto-adhésifs (une seule étape)
• Ciments universels.

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Références :

1.         Breschi L, et al. Materiali e tecnologie odontostomatologiche. (2011): 95-117.

2.         Anusavice KJ, Shen C, Rawls HR. Phillips’ science of dental materials. 12th edition. Elsevier Health Sciences; 2012. 492–494 p.

3.         Sakaguchi R, Ferracane J, Powers J, editors. Materials for Adhesion and Luting. In: Craig’s Restorative Dental Materials (Fourteenth Edition). Philadelphia: Elsevier; 2019. p. 273–94.

4.         Donly KJ, Sasa IS. Dental Materials. In: Pediatric Dentistry. Elsevier; 2019. p. 293–303.

5.         Phillips RW, Swartz ML, Norman RD, Schnell RJ, Niblack BF. Zinc oxide and eugenol cements for permanent cementation. J Prosthet Dent. 1968 Feb 1;19(2):144–50.

6.         Gonçalves SEP, Bresciani E. Reconstructions using alloys and ceramics. In: Material-Tissue Interfacial Phenomena. Elsevier; 2017. p. 23–66.

7.         Donovan TE, Cho GC. Diagnostic provisional restorations in restorative dentistry: the blueprint for success. J Can Dent Assoc. 1999 May;65(5):272–5.

8.         Zheng LW, Wang JY, Qing Yu R. Biomaterials in Dentistry. In: Encyclopedia of Biomedical Engineering [Internet]. Elsevier; 2019 [cited 2024 Jan 14]. p. 278–88. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9780128012383110335

9.         Baig MS, Fleming GJP. Conventional glass-ionomer materials: A review of the developments in glass powder, polyacid liquid and the strategies of reinforcement. J Dent. 2015 Aug 1;43(8):897–912.

10.       Wilson AD. Resin-modified glass-ionomer cements. Int J Prosthodont. 1990;3(5):425–9.

11.       Yelamanchili A, Darvell BW. Network competition in a resin-modified glass-ionomer cement. Dent Mater. 2008 Aug 1;24(8):1065–9.

12.       Munack J, Haubert H, Dogan S, Geurtsen W. Effects of various storage media on surface hardness and structure of four polyacid-modified composite resins (‘compomers’). Clin Oral Investig. 2001 Dec;5(4):254–9.

13.       Piwowarczyk A, Ottl P, Lauer HC, Büchler A. Laboratory strength of glass ionomer cement, compomers, and resin composites. J Prosthodont. 2002 Jun;11(2):86–91.

14.       Restoration of teeth (simple restorations) and preventative dentistry. In: Restorative Dentistry. Elsevier; 2007. p. 73–87.

15.       Maravić T, Mazzitelli C, Mancuso E, Del Bianco F, Josić U, Cadenaro M, et al. Resin composite cements: Current status and a novel classification proposal. J Esthet Restor Dent. 2023 Oct;35(7):1085–97.

16.       Grande F, Carossa M, Balma A, Scotti N, Mussano F, Catapano S. Influence of Thickness and Thermocycling on Tensile Strength of Two Resin-Based Cements Used for Overdenture Bar-Type Attachments: An In Vitro Study. Int J Prosthodont. 2023 Sep 20.