Brevet FR2291736A1 — publié le 19760618

La présente invention a trait à un article de prothèse et à son procédé de fabrication. Elle concerne plus particulièrement un article destiné principalement à l'utilisation enprothèse dentaire cet article, dans ce domaine technique, est habituellement désigné par "cupule", "faux-moignon", "infrastructure" ou "coque". Dans ce domaine il est important que de tels articles présentent des caractéristiques physiques, mécaniques et biologiques définie et adaptées'aux exigences de leurs utilisations. Ces caractéristiques, d'autre part, conviendront pour l'affinité de liaison à un revttemen=, en outre, la coloration de cet article sera avantageusement adaptée à l'utilisation à laquelle il est destiné. Par ailleurs, son utilisation en implantologie doit être biologiquement acceptée. Dans l'art antérieur connu et pour mieux définir la présente invention dans son application principale, il faut rappeler qu'un support primaire, tel que celui constitué par un duplicata dtune dent préparée à l'état de moignon, est recouvert par la "coque" précitée, cette coque étant elle-même recouverte d'une céramique de teinte désirée. L'article formant cette coque est donc réalisA en un matériau présentant, de manière individualisée pour chaque dent distincte, les caractéristiques et les qualités requises ; en effet la multiplicité des formes des coques à réaliser est liée à de nombreux paramètres tels que : type morphologique, age, sexe, état pathologique, occlusion etc. Dans les réalisations antérieures les coques ont été réalisées à partir de - porcelaine'den > aire conventionnelle ou céramique dentaire dans lesquelles'la coque est une couche opaque, - porcelaine dentaire comportant de l'alumine plus résistante que la précédente,' la coque étant constituée par un mélange contenant environ 40% d'alumine dans 1n couche opaque - et, en outre, dans quelques cas particuliers, à partir du mélange précédent utilisé associé à des préformes d'alumine frittée façonnées à partir de profilés industriels simples. Suivant une autre technologie connue, un procédé métallurgique est associé à celui de la mise en forme de céramique dentaire. L'ensemble céramo-métallique ainsi obtenu est avantageux quant-à la résistance mécanique. Les réalisations décrites sont obtenues par une mise en oeuvre des procédés suivants - pour la porcelaine conventionnelle, et celle comportant de l'alumine, utilisation d'un métal précieux, tel que platine ou or pur, sous forme de "matrice" ; réalisation sur cette matrice de la coque par condensation de la poudre de cette porcelaine et, ensuite, traitement thermique de la coque ainsi obtenue. - pour des porcelaines associées à des préformes d'alumine frittée, le procédé ci-dessus d'obtension de la coque est suivi d'usinage d'une préforme, adaptée, en Alumine frittée et subit ensuite un traitement thermique - en outre, pour la réalisation mentionnée en dernier, la construction d'une coque métallique, à partir d'une maquette en cire coulée par le procédé dit "à cire perduè", , usinée et traitée afin d'obtenir.un meilleur rendement au niveau de la liaison avec le revêtement de céramique dentaire précède:unJtraitement thermique. Les quatre réalisations principales évoquées ci-dessus sont valablement utilisées notamment dans les applications dentaires cependant, il faut mentionner les inconvénients suivants : résistance mécanique limitée, complexité de mise en oeuvre de technologies différentes, et, dans certains cas, la déformation pendant le traitement thermique des métaux utilisés doit être sensiblement égale à celle de la céramique. On peut également critiquer la tenue des coques réalisées, et/ou la liaison entre la céramique et ses supports. La présente invention se propose d'apporter une solution nouvelle aux problèmes posés pour, et par, les réalisations antérieures, en réalisant un article de prothèse, pris dans le sens large, qui ne présente plus les inconvénients sus-mentionnés et comporte des avantages appréciables. Cet article de prothèse sera donc caractérisé par des caractéristiques mécaniques améliorées, façonable sans difficulté sous une forme quelconque avec une céramique comportant une proportion d'Alumine nettement supérieure à celle des réalisations connues. Selon l'une des caractéristiques de la présente invention, un article de prothèse comportant un composé céramique traité ther miquements est principalement caractérisé en ce que les caractéristiques distinctives de cet article sont définies par - une teneur en Alumine supérieure à 95 %, - une dureté équivalente à celle de l'Alumine frittée, - une résistance à la compression comprise entre i00 et 110 kgf/mm2, 2 - et un module de Young compris entre 30.000 et 35.000 kgf/mm2 Selon une autre caractéristique, l'article défini ci-dessus est caractérisé en ce que la couleur de l'article fini est comprise avantageusement dans la gamme de la couleur blanche. Pour obtenir un article répondant aux caractéristiques définies ci-dessus, il importe, conformément à l'invention, d'utiliser un procédé de fabrication d'un article de prothèse caractérisé par les étapes successives suivantes - formation d'un mélange comportant des constituants en poudre à prédominance d'Alumine dépassant 95 % du mélange, les'grains des poudres ayant une dimension moyenne inférieure à 25 microns, et distribution du mélange à un moyen muni d'organes de fusion, - transfert du mélange en état de fusion desdits organes de fusion sur un support façonné, et revêtement du support par un dépôt d'épaisseur déterminée formant une coque, - duisson de ladite coque jusqu'à l'obtention d'une agglomération au moins partielle des grains, - façonnage de la coque cuite en vue de son utilisation. Différents autres objets et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et illustrés à l'aide des figures qui représentent - FIG. 1 : une vue en coupe d'un article de prothèse constitué par une coque selon l'invention, habillée d'une céramique dentaire ; et - FIG. 2 : une vue très simplifiée et schématisée d'une coupe d'un moyen muni d'organes de fusion et de transfert avantageusement constitué par un chalumeau de projection à plasma conventionnel. La figure 1, illustre un article de prothèse dentaire représenté en coupe et comportant une coque 12 intimement liée à un revêtement extérieur 13 constitué par une céramique dentaire, la gencive étant schématiquement indiquée par le repère 14. Comme il a été sus-mentionné, un article de prothèse doit répondre à un certain nombre de critères. C'est ainsi que dans la réalisation faite conformément à la présente invention, et d'après les essais effectués, l'article constituant la coque présente les caractéristiques suivantes - en ce qui concerne la tenue mécanique, les essais ont montré que le produit obtenu présentait sans difficulté une résistance mécanique à la compression et un module d'Young respectivement correspondant à des valeurs moyennes de : 106 kgf/mm2 et 33.000 kgf/mm2 - l'usure du matériau est négligeable en raison de sa dureté obtenue par la présence de 95 % d'Alumine dans le mélange de poudre initial --en outre, le mélange utilisé et le traitement thermique appliqué permettent d'obtenir un produit façonnable sans difficulté et présentant une coloration s'alliant bien avec la céramique dentaire d'une dent artificielle. Pour obtenir le produit défini ci-dessus, une certaine technique est mise en oeuvre, dans un procédé de fabrication original, dans lequel on utilise avantageusement un chalumeau de projection à plasma ou oxyacetylénique conventionnels. Le chalumeau utilisable, est du type tout à fait classique, illustré très schématiquement sur la figure 2, l'ensemble du chalumeau se trouvant dans un boitier 2. Un distributeur 5 de poudre 1 approvisionne en poudre une buse 7. Une chambre de combustion 6 est alimentée par un canal 3 en gaz rare et un canal 4 disposé dans une anode 8 fournit un gaz semblable. L'intérieur de la chambre 6 étant ionisée, une flamme comportant un dard 9 sort de la buse 7 et projette sur un support 10, animé d'un mouvement de rotation, le mélange en état plastique qui forme un revêtement 17 sur ce support. Maintenant, on va décrire le procédé de fabrication de l'article de prothèse. Ce procédé consiste à réaliser un mélange de poudres, contenant plus de 95 % d'Alumine, le reste comportant différents liants et oxydes, contribuant après projection à la cohésion de la coque. Il n'y a pas de difficultés à se procurer de tels mélanges prêts à l'utilisation. Cette poudre est introduite dans le distributeur du chalumeau à plasma décrit ci-dessus. Par ailleurs,le support 10 qui reçoit la matière projetée est placée sur un touret qui assure sa rotation pendant la projection . Ce support peut avantageusement être recouvert d'un produit éliminable qui permet une séparation ultérieure aisée de la coque et du support. Le chalumeau est ensuite mis sous tension, en même temps que sont admis les gaz. Pour atteindre une ionisation correcte à l'intérieur de la chambre de combustion, une tension d'environ 30 volts est nécessaire, ainsi qu'un courant de plus de 500 ampères. Le gaz combustible, qui est généralement de l'argon, est ainsi ionisé. La température atteinte dans le dard 9 de la flamme, est supérieure à 20.0000 C. La poudre arrive du distributeur 5 à la buse 7, et elle est immédiatement fondue et projetée à très grande vitesse, atteignant ou dépassant + Mach 1. Le chalumeau est placé à une dizaine de centimètres du support-10. Les particules de poudre viennent s'écraser à cette vitesse sur le support 10, et s'accrocher les unes aux autres, formant ainsi un revêtement dont l'épaisseur voulue est obtenue en réglant la durée de projection. Par exemple, un revêtement régulier de 1 mm d'épaisseur a été obtenu en moins de 30 secondes. Le dépot est ensuite séparé de son support. Si l'on a enduit ce dernier de sel, la séparation se fait par simple immersion dans l'eau qui dissout la couche de sel. La coque ainsi obtenue est alors introduite dans un four de traitement thermique, dont la température maximale dépasse 17000C. Une montée très lente en température est nécessaire pour que la pièce se chauffe très régulièrement, de l'extérieur jusqu'au coeur ; le palier supérieur à 17000C. dure environ 4 heures, puis la descente en température se fait aussi lentement que la montée. On remarquera qu'une variation brusque de température présente le risque de faire fissurer la coque. Le traitement thermique complet dure de 24 à 30 heures- L'examen au microscope électronique de la coque cuite montre une certaine agglomération entre les grains, ce qui confère à la coque les tenues mécaniques précitées. Un examen aux rayons X montre une prédominance d'Alumine a bien connue des céramistes. Le four est semblable à ceux utilisés couramment pour le frittage des oxydes réfractaires. Le façonnage de la coque obtenue après cuisson, en vue de son utilisation, se fait à l'aide de meulettes diamantées tournant à très grande vitesse. Dans l'application principale de l'invention, en prothèse dentaire, on a observé qu'en effectuant sur cette coque un revêtement de céramique dentaire conventionnelle, suivi du traitement thermique habituel de cette céramique, il se formait une liaison intime entre les grains de la coque et ceux de la céramique. Cette caractéristique originale confère à l'ensemble une excellente résistance mécanique. L'invention trouve son application principale pour la réalisation de dents artificielles, mais elle: peut avantageusement être utilisé dans d'autres domaines telle l'implantologie médicale, pour renforcer la tenue mécanique des éléments de prothèse. RBViKDICATIONS 1. Article de prothèse comportant un composé céramique traité thermiquement, caractérisé en ce que les caractéristiques distinctives de cet article (12) sont définies par : - une teneur en alumine supérieure à 95%, - une dureté équivalente à celle de l'alumine frittée, - une résistance à la compression comprise entre 100 2 ét 110 kgf/mm2, - et un module de Young compris entre 30.000 et 35.000 kgf/mm2. 2. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce, que la couleur de l'article fini (12) est comprise avantageusement dans la gamme de la couleur blanche. 3. Article de prothèse selon la revendication 2, utilisé en odontostomatologie + caractérisé en ce que ledit article (12) fait partie d'un ensemble constituant une partie visible d'une dent ar tificielle, dans lequel ledit article est en liaison intime avec un rev8tement externe de céramique dentaire. 4. Procédé de fabrication d'un article de prothèse, caractérisé par les étapes successives suivantes - formation d'un mélange (1) comportant des constituants en poudre à prédominance d'alumine dépassant 95% du mélange, les grains de poudres ayant une dimension moyenne inférieure à 25 microns, et la distribution (5) du mélange à un moyen (2) muni d'organes de fusion (3, 4, 6, 7Y, - transfert du mélange en état de fusion desdits organes de fusion sur un support façonné (10) et rev8tement du support par un dépôt d'épaisseur déterminée formant une coque (li), - cuisson de ladite coque (11) jusqu'à l'obtention d'une agglomération au moins partielle des grains, - façonnage de la coque cuite en vue de son utilisation. 5. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit transfert du mélange est obtenu par projection à l'aide dudit moyen (2) muni d'organes de fusion (3,4,6,7) constitué par un chalumeau de projection à plasma conventionnel. 6. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit support façonné est réalisé en tout matériau élimrnnble. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que-ledit revêtement formant coque est effectué à la température admissible du support, la durée de projection déterminant l'épaisseur dudit revetement, l'épaisseur d'environ un mi mètre étant obtenue en un temps inférieur à 30 secondes. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cuisson de ladite coque est effectuée dans un milieu ambiant neutre, à l'une des températures utilisées pour obtenir le frittage du matériau telle que supérieure à 17000 C, et la durée de la cuisson appliquée à la coque se traduit par une for maton cristalline correspondant à l'alumine a 9. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit façonnage de la coque cuite est réalisé à la demande en fonction des conditions dimensionnelles imposées.