Utilisation de matériaux à base de plâtre en odontologie

Le plâtre est un minéral constitué de sulfate de calcium dihydraté. Il est connu depuis des siècles et est utilisé dans de nombreux domaines. Il suffit de dire qu’il y a déjà 5 000 ans, les anciens Égyptiens faisaient cuire l’ancêtre de la « Pâte de Paris » ou du « plâtre de Paris » dans des fours en plein air et l’ajoutaient ensuite à l’eau pour assembler les blocs nécessaires à la construction de leurs pyramides (pyramide de Khéops) [1]. Les Grecs l’utilisaient également pour la construction de temples [2].

Il est présent dans la nature sous la forme de masses compactes dans des gisements ou des carrières d’où il est initialement extrait (gypse minéral) avant d’être transformé et finalisé pour un usage dentaire. Dans une moindre mesure, le plâtre peut également être généré par un processus « synthétique » en tant que sous-produit de la synthèse industrielle de l’acide phosphorique [3].

Le plâtre dans la technologie dentaire

Qu’il soit minéral ou synthétique, le plâtre reste aujourd’hui encore un matériau très utile et fondamental dans le domaine de la dentisterie et de la prosthèse dentaire [4]. Ceci est possible grâce à la capacité des poudres de plâtre hémihydrate à regagner de l’eau pour se transformer en produits stables et durables.

Ces matériaux sont couverts par la norme ISO 6873:2013 [5], qui fournit une classification et spécifie les exigences relatives aux produits dentaires à base de plâtre.

En odontologie, ce matériau est principalement utilisé pour fabriquer des modèles d’étude ou de diagnostic et des modèles de travail ou des maîtres [6]. Les modèles d’étude sont utiles pour l’étude du cas clinique prothétique ou orthodontique, tandis que les modèles de travail représentent les modèles d’arcades sur lesquels sera réalisé le modelage en cire de l’armature prothétique ou des artefacts orthodontiques.

Combien de types de plâtre sont utilisés en odontologie ?

En odontologie, les matériaux à base de plâtre peuvent également être utilisés à d’autres fins et avec des applications cliniques différentes. On distingue donc différents types de matériaux à base de plâtre, conformément à la norme ISO [4] :

• Classe I ou plâtre tendre pour les empreintes : également appelée plâtre de Paris, il est utilisé pour le relevé des empreintes. Ce n’est rien d’autre que le plâtre naturel finement moulu et débarrassé des substances étrangères. Il est obtenu à partir d’un sulfate de calcium dihydraté qui devient semi-hydraté après avoir été chauffé à 110°C environ.
• Classe II ou plâtre tendre pour les modèles : convient pour les modèles d’étude et pour le suivi des modèles sur articulateur. Il est également utilisé comme charge dans les moufles.
• Classe III ou plâtre dur : convient pour la fabrication de modèles à haute résistance. Il présente une porosité moyenne de 25 % et la calcination a lieu à une température de 125°C en présence de vapeur d’eau.
• Classe IV ou plâtre ultra dur : utilisé pour les modèles qui doivent conserver leur empreinte le plus longtemps possible. Il est par conséquent davantage utilisé pour les modèles de prothèses fixes et combinées. Il s’agit d’un plâtre artificiel car il est produit synthétiquement à un niveau industriel.

Les usages possibles des matériaux à base de plâtre en odontologie prévoient leur utilisation comme [4, 5] :

• matériaux d’empreinte pour les arcades édentées ;
• matériaux d’empreinte pour clés d’enregistrement occlusal en plâtre (montage des modèles sur articulateur) ;
• modèles ;
• liants pour la silice dans les revêtements (alliages d’or et coulée de nickel-chrome) ;
• matériaux de revêtement dans les soudures ;
• moule dans moufle (négatifs pour la construction de prothèses totales et de prothèses partielles amovibles).

Les matériaux à base de plâtre comme matériaux d’empreinte sont utilisés exclusivement dans les arcades édentées. En effet, le plâtre est un matériau extrêmement rigide et inélastique et les empreintes ne peuvent être prises avec ce matériau que sur des arcades édentées en raison de l’absence d’espaces interdentaires et de zones rétentives rigides importantes [7].

Exemples d’applications du plâtre en odontologie

Il est également possible de prendre des empreintes pour réaliser des prothèses sur des implants dans des arcades totalement édentées si les implants sont parallèles entre eux et pas trop inclinés. Avec cette technique, en solidarisant les transferts en un seul bloc extrêmement rigide grâce au plâtre, il est possible d’atteindre des niveaux de précision élevés dans l’adaptation de la prothèse implantaire.

En effet, la rigidité du système empêche tout mouvement des transferts tant lors du retrait de l’empreinte de la cavité buccale que lors de la réalisation du modèle [8-10].

Clés d’enregistrement occlusal en plâtre

Il est possible de réaliser des clés d’enregistrement occlusal en plâtre, en injectant du plâtre liquide dans le vestibule du patient afin de prendre en même temps l’empreinte des surfaces vestibulaires des dents antagonistes des arcades et la portion interocclusale [11].

Ceci permet ensuite au dentiste ou au technicien d’effectuer un montage sur articulateur des modèles du patient, étant beaucoup plus prévisible que des matériaux comme les cires, par exemple, qui peuvent facilement se déformer. Là encore, la rigidité du matériau à base de plâtre est cruciale pour l’articulation correcte des modèles.

Le plâtre dans la technique du moulage à la cire perdue

Les matériaux en plâtre entrent également en jeu dans la technique du moulage à la cire perdue [12, 13]. Cette technique nécessite la préparation d’un moule en matériau réfractaire, c’est-à-dire un matériau qui ne se décompose pas à haute température, autour de l’élément modelé en cire ; à l’intérieur de ce moule, le matériau métallique en fusion peut alors glisser, occupant la place précédemment occupée par la cire, qui s’évapore.

En fonction du type de restauration et de l’alliage métallique avec lequel l’armature prothétique sera réalisée, le prothésiste dentaire choisira le matériau de revêtement le plus approprié. La logique à la base de ce choix dépend du rapport entre les coefficients de retrait de l’alliage et les coefficients d’expansion thermique et hygroscopique du liant du matériau de revêtement.

Les revêtements avec liant de sulfate de calcium

Il existe des revêtements avec liant de sulfate de calcium qui sont utilisés pour fabriquer des moules réfractaires dans lesquels on peut couler des alliages à basse température de fusion (<1200°C) et pour la coulée de bases de prothèses totales et de prothèses squelettées métalliques pour les prothèses partielles amovibles [4].

Enfin, toujours en ce qui concerne les procédures de technologie dentaire, une autre utilisation des matériaux à base de plâtre s’avère être la composition de la moufle nécessaire à la transformation d’une prothèse totale modelée en cire en une prothèse totale en résine [14].

En d’autres termes, ils peuvent être utiles dans le procédé de finalisation de la thérapie prothétique amovible, après l’enregistrement verti-centrique et les essais de montage des dents, lorsque le corps prothétique de la prothèse totale ou partielle amovible doit être physiquement construit. Dans cette situation, le plâtre peut être utile comme négatif, moule pour la construction de la prothèse elle-même lors du mouflage.

Produits haute performance pour le modelage en plâtre

Il est donc clair que le plâtre est encore aujourd’hui essentiel pour le dentiste et le prothésiste dentaire. Les systèmes numériques, comme l’impression 3D, qui sont actuellement proposés ne sont encore que des alternatives aux matériaux en plâtre, qui sont également moins coûteux et plus précis pour la réalisation de prothèses dentaires [15]. En outre, la possibilité de réaliser un modèle physique reproduisant l’anatomie du patient, qui soit également précis, exact et dimensionnellement stable dans le temps est une caractéristique encore exclusive au plâtre.

Pour la réalisation des modèles en plâtre, Zhermack propose plusieurs produits très performants. Elite Dental Stones est la vaste gamme de plâtres Zhermack, à faible expansion même à 48h, capable de satisfaire les différentes exigences du prothésiste dentaire, engagé dans la réalisation de prothèses fixes et amovibles.

Avec ses plâtres de type 3 et de type 4, Elite Dental Stones fournit des solutions spécifiques et distinctes, allant de la réalisation de modèles antagonistes ou diagnostiques au développement de maîtres modèles.

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Bibliographie

[1]       Hemeda S, Sonbol A. Sustainability problems of the Giza pyramids. Herit Sci 2020;8:8. https://doi.org/10.1186/s40494-020-0356-9.

[2]       Gale NH, Einfalt HC, Hubberten HW, Jones RE. The sources of Mycenaean gypsum. J Archaeol Sci 1988;15:57–72. https://doi.org/10.1016/0305-4403(88)90019-2.

[3]       Tian B, Cohen MD. Does gypsum formation during sulfate attack on concrete lead to expansion? Cem Concr Res 2000;30:117–23. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(99)00211-2.

[4]       Breschi L, et al. Materiali e tecnologie odontostomatologiche. (2011): 95-117. n.d.

[5]       https://www.iso.org/standard/54423.html n.d.

[6]       Kim J-H, Im Y-W, Oh S, Kim H-W, Lee J-H, Lee H-H. Characterization of an anti-foaming and fast-setting gypsum for dental stone. Dent Mater Off Publ Acad Dent Mater 2019;35:1728–39. https://doi.org/10.1016/j.dental.2019.08.110.

[7]       Woelfel JB. Contour variations in impressions of one edentulous patient. J Prosthet Dent 1962;12:229–54. https://doi.org/10.1016/0022-3913(62)90061-6.

[8]       Baig MR. Multi-unit implant impression accuracy: A review of the literature. Quintessence Int Berl Ger 1985 2014;45:39–51. https://doi.org/10.3290/j.qi.a30769.

[9]       Baig M. Accuracy of Impressions of Multiple Implants in the Edentulous Arch: A Systematic Review. Int J Oral Maxillofac Implants 2014;29:869–80. https://doi.org/10.11607/jomi.3233.

[10]     Kim S, Nicholls JI, Han C-H, Lee K-W. Displacement of implant components from impressions to definitive casts. Int J Oral Maxillofac Implants 2006;21:747–55.

[11]     Rosentritt M, Siavikis G, Behr M, Kolbeck C, Handel G. Approach for valuating the significance of laboratory simulation. J Dent 2008;36:1048–53. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2008.09.001.

[12]     Shillinburg HT, et al. Fundamentals of fixed prosthodontics. Quintessence Publishing Company, 1997 n.d.

[13]     McCoy T. Lost wax casting technique for metal crown fabrication. J Vet Dent 2014;31:126–32. https://doi.org/10.1177/089875641403100214.

[14]     Vafaee F, Tavakolizadeh S, Kadkhodazadeh M, Khoshhal M. Evaluation of the Effect of 2 Flask Investment Materials on Color Stability of 5 Brands of Denture Teeth. J Dent Mater Tech 2014;3. https://doi.org/10.22038/jdmt.2014.3344.

[15]     Dawood A, Marti Marti B, Sauret-Jackson V, Darwood A. 3D printing in dentistry. Br Dent J 2015;219:521–9. https://doi.org/10.1038/sj.bdj.2015.914.