Brevet FR2563426A1 — publié le 19851031

APPAREIL D'ORTHOD~TIE Laprésente invention concerne un appareil d'orthodontie qui adhère directement à la surface d'une dent en malposition et qui utilisé conjointement avec d'autres appareils du même type, permet à cette dent, ou à un groupe de dents de se placer en position physiologique. On l'appelle "verrou ou bottier"; il est lait en plastis, en alumine ou plus généralement d'un métal inoxy dable genre alliage au Ni-Cr. I1 est composé essentiellement de dex parties: une partie appellée organe de base fait d'une feuille de métal de 0,3 mms d'épaisseur environ, dont une des face, rugueuse, est destinée à recevoirun produit de collage; ce produit est une résine polymérisable chimiquement, aux rayons U.V ou à la lumière halogène. Cette face doitadhérer à la dent pendant toute la durée du traitement; elle en épouse donc aussi la forme sur sa parhe collée. La face opposée de l'organe de base est soudée à la deuxième partie du verrou, qui est destinée à recevoir un fil d'orthodontie dont l'élasticité est utilisée à mo biliser la dent en position recherchée. Le type de relief donné à la surface den taire de l'organe de base fait l'objet de la présente inven tion. Suivant la technique antérieure, le relief de la surface dentaire du verrou a été conçu en fonction de la rétention de l'adhésif. La dite face du verrou s'est vu adjoindre par soudure ou brasage une sorte de grille métallique très fine dans les mailles de laquelle l'adhésif venait se polymériser; les fils tressants cette grille servaientde rétention et s'entrecroisaient entre eux sur toute la surface de l'organe de base et dans la masse de l'adhésif. Lors des décollements volontaires ou intempes tifs, l'adhésif étaiT déchiré ir ces fils et l'émail se trou vait soumis à des contraintes hétérogènes néfastes. Puis ds fentes patrallèles entre elles ou des entailles à titre de trous borgnes ou de trous ouverts ont été encore gravés directement dans l'épaisseur de la matière . De toutes manières, et dans tous les cas, i subsistait entre ces entailles et entre c mailles , des lignes ou des surface saillantes de métal, plus ou moins régulières, plus ou moins larges, parcourant le plus souvent toute la surface de l'organe de base, en s' entrecoupant entre elles. Ces zones de métal étaient au contact direct de l'émail de la dent lorsque le verrou était enplace. La différence d'épaisseur de l'adhésif à leur niveau et au niveau des entailles, combinée à la pré sence de micro bulles, font que ces zones de métal devienr le siège de " zones de contrainte maxima ". Sous l'action conjuguée des forces orthodontiques, et intempestives d'une part, et compte tenu de la diffé rence de résilience entre l'émail dentaire et l'ensemble verrou-adhésif, d'autre part, des fissures tendent à apparaitre le long de ces ones de contrainte maxime:." etàse rejoindre entre elles; l'adhésif finit par se divi ser en autant de parties su'il se trouvent de trous espt cés; et le verrou se détache, sous l'effet d'une force minime le plus souvent Mais la présence de ces zones de faiblesse prend toute son importance lorsque l'on tient compte de l'état microscopique de la surface dentaire devant recevoir le verrou En effet, l'émail dentaire est attaqué sur quelques microns dtépaisseur par un acide, l'acide orthophosphorique à 37%, puis rincé à l'eau, puis séché.Un aspect crayeux appairait, correspondant à la nouvelle surface obtenue: en effet, les prismes hexagonal qui hexagonaux composent l'émail sont détruits sur une épaisseur de 20 microns en certaines partiels; d'autres parties sont acido résistantssLorsques ces prismes sont perpendiculaires à la surface de la dent , on obtient une arface caactéristique faite de cratères de 20 microns de profondeur séparés par des zones acido-résitantes tous les 6 microns Cette partie d'émail ainsi préparée sert de rétention au produit de collage qui est la plupart du temps un composite à microparticules dont la taille est inférieure à 0,04 microns. Le liquide, composé d'une résine Bis OMA ou d'Uréthane diméthacrylate et d'un accélérateur est déposé. sur le verrou et sur l'émail préparée.La pâte composée de la résine et d'un catalyseur est ajoutée sur-le verrou. On presse le verrou ainsi chargée sur la dentàJ8sq9ils entrent en contact on retire l'excès de composite qui se polymérise en quelques secondes. La solution apportée par l'invention consiste à diminuer au mieux les surfa ces de "coutainte maxima" à l'interface adhésif -émail Les surfaces de contact verrou- prismes d'émail son transfor meés en points de contact. Ces points sont les tengeantes des prismes démail à des éléments sphériques; c-eux çi sont en outre disposés selon un mode particulier, de telle sorte qu'ils entrent au contact dqs prismes,en amas régulièrement espacés. Enfin, suivant l'invention et selon le mode de réalisation choisi, ces sphérules sont régulièrement réparties sur toute la arface collable du verrou. Pour ce faire,une première série de granulations losangiques régulièrement espacées est gravé dans l'organe de base: les granulations de type I,généralement macroscopiques. Une deuxi ème série de granulations, généralement micrascApiques et sphériques est parsemécsur la surface ainsi gravéeet ceci de manière homogène sur toute la dite swface: ce sont les granu lations de type II,6uivant le shéma de la figure z r Ainsi donc seules les Granulations II situées au sommet des granulations I entrent an contact de l'émail dentaire, et ce, suivant un point, le point C , suivant la figure 5 ; de même, ces points sont bien répartis en amas régulièrement espacés, comme le montre la figure T Prenons une surface démail dentaire de 4mms.sur 4mms idéale composée de prismes perpendiculaires à elle,et préparée pour recevoir un rgane de base chargée d'adhésif. Suivant le mode de réalisation choisi, 'brgane.de base possède 40 granulationSI chacune. d'elle possédant 4 granulations II. Donc 160 granula tions II au total. Comme le montre la figure une granulationII recouvre un ou deux prisme d'émail, soit I,5 en moyenne. 240 prismes d'émail sont donc recouverts par cet organe de base de I6 mm2. Suivant l'art antérieur, Imm2 de ce meme organe de base, recouvre une superficie correspondante d'émail dentaire, soit 27550, primes compte tenu de la largeur de 6 microns d'un prisme. Les p rties saillantes losangiques sont donc délimitées par des fente ; in autre objet de l'invention est de créer un relief de l'organe de base tel que le composite s' y trouve retenu de façon améliorée. Les fentes qui s'entrecroisent toutes entre elles, débouchent toutes sur les bords de l'organe de base, et sont dirigées suivant les deux longueurs de la surface de l'organe de base: elles forment entre elle un angle de 840 tel que le montre la fig r . Les losanges délimités ont donc un petits angle de 840 Une deuxième angulation est imprimée à la direction de ces fentes , dans le plan perpendiculaire à la surface .Les fentes situées dans une longueur de la surface4 > sont dirigées à l'intérieur de l'organe de base de telle sorte qu'elles forment un angle de 60 avec la direction semblable des fentes situés dans l'autre longueuride la surface suivant laSfig.E Le composite intruduit à l'état liquide dans le verrou est retenu par deux moyens lorsqu'il est polymérisé: une première fois grâce à l'augmentation de la surface de l'organe de base obtenue par la présence des sphérules;une deuxième fois par la double diraction donnée aux fentes qui forment les gra nulations I. Ce système de relief positif permet en outre au composite li quide de l'épouser en emprisonnant un minimum d'air puisque les fentes ne sont pas séparées entre elles. On obtient donc suivant l'invention un verrou dont les trois paramètres qui constituent la force d'adhérence à la dent sont renforcés: - Surface de contact composite-émail augmentée pourune même dimention de surface de l'organe de base - surface de contact composite - boitier augmentée par les granulations des deux types et impossibi lité pour la résine polymérisée de s'évacuer du boitier - Masse de composite d'un seul tenant avec surfaces de"contrainte maxima, It diminuées au mieux. gn test de résistance à la tension ,établi in vitro fait état d'une force deIOs/cm2. Présentation des dessins Fig. I Vue supérieure de la,surface de organe de base, suivant 11 invention, cément de 2,IX3,0-mms. Fig. 2 Vue de profil de l'appareil d'orthodontie montrant la direction des fentes das un sens de la longueur de l'organe de base. g. 3 Vue de profil de l'appareil d'orthodontie à 840 par rapport au précédent, montrant la direction des fentes dans l'autre sens de la longueur de l'organe de base Fig. 4 Angulation donnée par les directions respectives à l'intérieur du métal,des fentes de la fiG. 2 et de la fig. 3. Fig. 5 Coupe perpendiculaire à l'organe de base, montrant les granulations de type II au contact des prismes de l'émail dentaire, en I point C ou en deux points CC. Selon un mode de réalisation, il est choisi un boîtier en acier ino xydable. Une première série de granulations est d'abord réali sée. On usine pour cela des fentes dans l'épaisseur du métal dans un sens de la longueur de la surface, telles que leur direction dans le métal soit-perpendiculaire à cette meme surface. D'autres fentes sont usinées dans le métal, dans l'autre sens de la longueur de la surface, et inclinées à 840 par rapport aux fentes précédentes, soit &alpha; = 840 dans le plan de la surface dans la figure I. Ces même fentes présentent aussi une direc Lion dans le métal telle qu'elle forme un autre angle de 60 avec la direction des fentes précédentes, soit = = 60 dans la fig. 4.Une remarque importante: ces surfaces de base vont tre par la suite cintrées et à la suite de ce cintrage, l'angle ss pourrait passer par la valeur O à certains endroits de la surface , et pour certaine valeur du rayon de cintrage; ceci doit etre évité: afin d'y remédier, on s'ar range pour cet angle ss augmente toujours de valeur après le cintrage des pièces, Ceci est éalisé Si le sens - des fentes est toujours dirigé vers - de l'organe de base du cot où se situent les rayons de cintrage des pièces et l'anglet doit char ger de sens après la ligne médiane des surfaces de l'organe de base. Toutes ces fentes ont 300 microns de largeur, 0,I8 mm de pro fondeur, sont de section rectangulaires, et sont toutes dis tantes de 300 microns entre elles. Une poudre de Ni-Cr est projetée à l'aide d'un chalumeau oxy- acétylènique à une température de 400 environ ,pour éviter l'oxydation. Cette poudre est composée pour 75% de ses grains, en grains de dimention comprise entre 40 et I00 microns avec une majorité de 50 microns de diamètre. Les organes de base sont ensuite plongés dans uns bain à ultra son d'eau distillée, pendant deux minutes, dans le but d'éliminer les couches de poudre en excès par rapport à la première On porte ensuite les pièces au four à atmosphère réductrice jusqu'à la température de brasage de la poudre. Le périmètre libre des sphérules reste plus important que le périmètre brasé. Les granulations de type I peuvent être obtenues, selon un autre mode de réalisation, par simple sablage au corindon ou à l'alumine. Les granulations II sont projetées sur la surface obtenue: elles sont alors plus volumineuses que les premières granulations, et ne sont plus disposées en amas au contact des prismes d'émail dentaires. Selon d'autres modes de réalisation, les granulations de type I ou II peuvent être obtenues en une seule fois à l'aide d'une électrode en graphyte par exemple, dans le système d'usinage par électrt-érosion. La taille des granulations de type II varie suivant l'intensité v imprimé au courant. On peut encore obtenir les granulations de type I par usinage chimique ou par emboutissage. Dans ce dernier cas, les granulations de type. I sont arrondies. On peut encore utilisé l'électro déposition en fonction du métal Donc, quelque soit le mode de réalisation , et selon le type de métal employé, les dimentions des granulations des deux types, le nombre, la largeur, la profondeur,ou la section des fentes peuvent varier. Celles çi peuvent être rectilignes, sinueuses, régulières ou irrégulières. Par voie de conséquences les parties saillantes, délimitées par les fentes-peuvent aussi avoir différentes formes; le nombre des granulations de typeI peut être réduit à 2,3,4 disposées aux 4 angles de la surface intéressée.ou encore à deux bandes parallèles. Toutes ces variantes font passe intégrale de l'invention. REVdDIChTIONS I. Un appareil d'orthodontie qui adhère directement à la surface d'une dent, fait d'un métal toléré en milieu buccal, composé d'une partie supportant un fil d'ortho dontie et d'une partie servant de surface de collage sur la dent, et caractérisé en ce que la dite surface est subdivisée par des fentes s'entrecoupant toutes entre elles et telles que celles disposées dans le sens d'une lon gueur de la dite surface présentent une double angulation avec celles disposées dans le sens de l'autre longueur de la dite surface. 2. Un appareil selon la revendication I caractérisé en ce que la dite surface est parsemée par une multitude de granu lations sphériques, faites de métal íe-ntiques 3. Un appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que les dites sphérules ont un diamètre compris entre 40 et I00 microns 4. Un appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que les dites sphérules sont brasées à la surface de l'organe de base par leur point tonge nt à la dite surface. 5. Un appareil selon la revendication I caractérisé en ce les dites fentes délimitent entre elles des parties saillantes identiques, par exemple des losanges. 6. Un appareil selon les revendications I et 5 caractérisé en ce que les fentes situées da ns le sens d'une longueur de la surface de l'organe de base ont une direction à l'intérieur du métal telle qu'elle forme Avec la direction analogue des fentes situées dans l'autre sens de la lon gueur de la dite surface un angle de signe différent de chaque coté de la ligne médiane de cette dite surface. 7. Un appareil selon les revendications I, 5 et 6 caractérisé en ce que les dites fentes ont toutes une section rectan gulaire, et une égale profondeur.