Brevet FR2695311A1 — publié le 19940311

La présente invention concerne des supports orthodontiques plastiques et des procédés de fabrication de ces supports; elle concerne plus particulièrement des supports orthodonti- ques plastiques ayant une couche primaire adhésive pour augmenter la résistance d'adhérence de ces supports. Les supports orthodontiques plastiques (par exemple en polycarbonate) sont bien connus dans la technique et présen- tent des avantages certains par rapport aux supports métalli- ques et céramiques, du fait qu'ils sont relativement légers et esthétiques Les supports orthodontiques plastiques sont de façon caractéristique collés directement sur la surface d'émail des dents avec un ciment de liaison dentaire acryli- que, généralement du type durcissant à la lumière ou du type autodurcissant à deux composants A/B La résistance d'adhé- rence formée entre des ciments acryliques et des supports plastiques n'est pas toujours suffisante pour assurer que la liaison ne se brisera pas au cours du traitement orthodonti- que, soit du fait des forces exercées par les fils d'arcade orthodontiques, soit par d'autres forces extérieures, telles que les forces de mastication. Une méthode couramment utilisée pour améliorer la résistance d'adhérence des supports plastiques pour l'amener à des niveaux cliniquement acceptables consiste à appliquer un primaire adhésif à côté du fauteuil, juste avant d'appliquer l'adhésif acrylique, et avant collage Cette méthode ajoute une opération à la procédure de liaison et présente une variété d'inconvénients Ces inconvénients sont le temps additionnel passé à côté du fauteuil par le dentiste, le coût additionnel du fait que le primaire est un article séparé qui est relativement coûteux, et une fenêtre de temps de travail limitée, de l'ordre de quelques minutes, pour la rétention satisfaisante du support par l'adhésif de liaison En outre, l'utilisation de primaires introduit des complications supplémentaires dans la procédure de liaison, telles que la difficulté dans le placement de l'adhésif et/ou la dilution de la pâte adhésive jusqu'à une consistance qui provoque un glissement excessif du support, et les irrégularités dans la résistance d'adhérence qui sont directement liées au fait que la diffusion du primaire dans le susbtrat plastique dépend du temps et de la température Autrement dit, du fait que le primaire agit sur chaque support pendant une durée différen- te, la résistance finale de liaison de chaque support peut différer En outre, on obtient des résultats non équivalents en fonction du type d'adhésif, c'est-à-dire mélange, non mélange, photodurcissement, etc, et les primaires adhésifs peuvent présenter une odeur âcre déplaisante et provoquent souvent des irritations de la peau du patient Enfin, certains primaires adhésifs parmi les plus efficaces ont vu leur utilisation par le praticien limitée du fait de leur contenu carcinogène suspect. Une autre méthode visant à augmenter la résistance d'adhé- rence de supports plastiques avec des adhésifs acryliques consiste à employer des adhésifs spéciaux contenant des composés additionnels ayant une forte affinité pour les substrats des supports plastiques Des exemples de cette méthode se rencontrent dans les Brevets US Nos 4134929, 4228062 et 4340529. On estime que la présente invention élimine les divers inconvénients considérés ci-dessus en ce qui concerne les techniques connues pour augmenter l'adhérence des supports orthodontiques plastiques sur les surfaces de l'émail des dents. Sous son aspect le plus vaste, la présente invention consi- dère des supports orthodontiques plastiques ayant une mince couche ou revêtement adhérent d'un matériau acrylique imprégné dans la base de liaison du support, couche qui augmente la résistance d'adhérence du support sur les ciments adhésifs acryliques connus, sans présenter les inconvénients associés aux primaires appliqués à côté du fauteuil ou à la nécessité d'utiliser des adhésifs spéciaux. L'invention considère en outre des procédés pour fabriquer des supports orthodontiques plastiques ayant un mince revêtement adhérent d'un primaire adhésif acrylique sur la base de liaison du support Sous son aspect le plus large, le procédé de fabrication de supports plastiques de la présente invention consiste à revêtir la surface de liaison d'un support plastique avec un mélange solvatant de solvants et de monomères acryliques, à permettre à ce mélange d'attaquer (solvater) le substrat plastique et de diffuser dans ce substrat, et ensuite à chauffer le support et le mélange pour volatiliser les solvants et les monomères de poids molécu- laire inférieur afin de laisser un revêtement de matériau acrylique qui est de façon prédominante monomère Ce revête- ment agit en tant que primaire adhésif et augmente de façon significative les résistances d'adhérence réalisées du fait que le revêtement se lie aux adhésifs dentaires, notamment aux adhésifs acryliques. Des solvants appropriés qui peuvent être utilisés dans la mise en oeuvre de l'invention sont les suivants: benzène, chloroforme, acétone, chlorure de méthylène, M-crésol, tétrahydrofuranne ( 1,4-époxybutane), 1,3-dioxane, cyclohexa- none, pyridine, DMF (diméthylformamide), toluène, acétate d'éthyle ou autres composés similaires agissant en tant que solvants pour la composition des supports plastiques. Des monomères acryliques appropriés qui sont fonctionnels dans le mélange solvatant sont des composés de résines adhésives acryliques dentaires telles que diméthacrylate de triéthylène glycol, méthacrylate de méthyle, diméthacrylate d'uréthane, bis GMA et diméthacrylate d'hexandiol. Dans le procédé de la présente invention, le mélange solva- tant de solvants et de résines est appliqué sur la surface de liaison d'un support orthodontique plastique par tout procédé conventionnel, tel que distribution sur la surface de base par un compte-gouttes ou une pipette On laisse le mélange solvater à température ambiante pendant plusieurs minutes et le support et le mélange solvatant sont ensuite soumis à des températures moyennement élevées (de l'ordre d'environ 800 C ( 1750 F)) pour évaporer le solvant et les composants de faible poids moléculaire, laissant ainsi un revêtement ou une couche de résine acrylique essentiellement monomère au moins partiellement incorporée dans le substrat plastique. On a avantageusement déterminé que, dès que le revêtement de primaire acrylique a été formé sur la surface de liaison du support plastique, ce dernier peut être stocké pendant plusieurs mois jusqu'à ce qu'on l'utilise, ou bien on peut immédiatement le coller sur une dent, en utilisant dans l'un ou l'autre cas un adhésif de liaison acrylique sans qu'il soit nécessaire d'appliquer un primaire à côté du fauteuil, pour obtenir la liaison désirable. Ces buts et avantages ainsi que d'autres de la présente invention apparaîtront plus clairement à l'homme de l'art lors de la lecture de la description détaillée de l'inven- tion, en liaison avec la figure unique. La figure est une vue en perspective d'un support orthodonti- que plastique sur lequel est appliquée une couche primaire adhésive selon une réalisation préférée de la présente invention. La figure montre une réalisation préférée d'un support orthodontique de la présente invention Le support 10 est un support orthodontique plastique ayant une base de liaison 11, une portion de corps 13 et une couche primaire adhésive 12 adhérant sur la surface de contact 14 de la base de liaison 11 de la dent et au moins partiellement incorporée dans cette surface. Les supports plastiques en polycarbonate sont largement disponibles dans le domaine orthodontique et conviennent particulièrement pour être utilisés dans la présente inven- tion On peut également utiliser d'autres matériaux de supports plastiques tels que des polysulfones L'homme de l'art appréciera que, en fonction de la matière plastique spécifique du support, différents mélanges solvatants peuvent être nécessaires, utilisant divers mélanges de solvants et de monomères En outre, des mélanges de solvants peuvent produire des résultats encore meilleurs du fait de ce que l'on pense être l'effet solvatant "étagé" ou séquentiel des différents composants solvants dans le mélange En outre, on préfère ajouter un peroxyde et un photo-initiateur dans le mélange solvatant du fait que l'on a constaté que cette addition donnait des résultats de liaison satisfaisants avec pratiquement tout type d'adhésif de liaison. Dans le procédé de la présente invention, on produit un support orthodontique 10 revêtu d'un primaire, en appliquant un mélange solvatant de solvants et de monomères de résine acrylique sur la surface de contact 14 d'un support avec la dent, en permettant au mélange de solvater le substrat plastique et de diffuser dans celui-ci dans des conditions ambiantes pendant plusieurs minutes et en chauffant ensuite le support et le mélange solvatant à une température comprise entre environ 60 et 1000 C pendant une durée comprise entre environ 5 mn et 2 heures, et de préférence entre environ 30 et 60 mn, pour volatiliser les solvants et les monomères de poids moléculaire inférieur, laissant ainsi un revêtement 12 de matériau acrylique, qui est de façon prédominante monomè- re, adhérant à la surface de liaison 14. L'exemple suivant illustre une composition de mélange solvatant appropriée pour être utilisée dans la mise en oeuvre de la présente invention Cet exemple n'est destiné qu'à être représentatif et ne doit en aucune manière être considéré comme limitant la portée de la présente invention. EXEMPLE On mélange les composants suivants dans les pourcentages indiqués pour former un mélange solvatant. Tableau 1 Dans le Tableau 1 ci-dessus, la désignation "ppc" représente des parties pour 100 parties de résine En outre, "Ionac 82 " est un nom commercial pour un copolymère 50/50 disponible dans le commerce, fabriqué et vendu par CIBRON CHEMICALS; le copolymère est un poly(méthacrylate d'éthyle/méthacrylate de méthyle). Dans une réalisation préférée d'un procédé de la présente invention, on applique un seul revêtement de la composition ci-dessus sur un support plastique en polycarbonate et on laisse sécher à l'air pendant 5 mn Aà température ambiante Le mélange solvatant peut être dispersé par action capillaire Aà partir d'une pipette de Pasteur pour revêtir la base. Composant poids (%) poids réel (g) diméthacrylate d'uréthane 5 r 0, 25 diméthacrylate de triéthylène 3 0, 10 glycol diméthacrylate de bisphénol A * 3 O 15 éthoxylé méthacrylate de glycidyle 3 0, 15 méthacrylate de méthyle 3 O 15 s Ionac 82 3 0, 15 peroxyde de benzoyle 2 ppc I 0016 camphorquinone i ppc O O 008 ( 2,3-bornanedione) ll tétrahydrofuranne 20 i f o 1, O chlorure de méthylène 20 | 1 O cyclohexane 20 10 toluène 21 O toluène | 20 l ? O L'évaporation du mélange solvatant à température ambiante peut prendre de 2 à 30 mn, ou jusqu'à ce qu'on obtienne un aspect brillant Les solvants résiduels et les composants de faible poids moléculaire peuvent être entraînés hors du mélange solvatant sur la base du support dans un four à circulation d'air pendant environ 30 mn à une température d'environ 100 'C Les résistances en cisaillement et en traction des liaisons obtenues en utilisant un adhésif dentaire connu tel que l'adhésif acrylique "TRANSBOND" disponible chez 3 M COMPANY, ou "CONCISE", qui est également un adhésif acrylique disponible chez 3 M COMPANY, sont comparables aux résistances des liaisons obtenues lorsqu'on utilise un primaire caractéristique à côté du fauteuil. TRANSBOND est un adhésif photodurcissable et CONCISE est un adhésif de type A/B autodurcissable Lorsqu'on utilise l'adhésif TRANSBOND photodurcissable, le durcissement s'obtient en utilisant une source lumineuse Demetron VCL 300 pendant environ 30 secondes On laisse les adhésifs autodur- cissables durcir pendant environ 12 à 24 heures. Les données de résistance d'adhérence résumées dans le Tableau 2 ci- après proviennent d'un essai de stabilité d'adhérence accéléré et indiquent que les résistances d'adhérence obtenues avec les supports de la présente invention peuvent s'obtenir de façon répétitive même après stockage prolongé des supports dans des conditions qui sont sensiblement équivalentes à 18 mois de stockage à la tempéra- ture ambiante Les données contenues dans le Tableau 2 proviennent toutes de supports produits selon la présente invention, qui ont été collés sur des dents de boeuf atta- quées Les supports furent produits en utilisant un mélange solvatant ayant la même formule ou pratiquement la même que celle indiquée sur le Tableau 1 Les supports furent collés sur les dents de boeuf attaquées en utilisant un adhésif TRANSBOND de 3 M/UNITEK d'une manière bien connue dans la technique pour appliquer des supports sur des dents avec un ciment acrylique Les supports d'essai furent stockés dans un four à atmosphère d'air et à convexion par gravité, à 450 C 20 C pendant une durée pouvant atteindre 4 semaines Les échantillons témoins furent maintenus à la température ambiante dans les conditions de stockage que l'on rencontre normalement pour des supports orthodontiques Les conditions de stockage pour les supports d'essai correspondaient sensiblement à 18 mois de stockage à température ambiante. La résistance au cisaillement des liaisons formées fut mesurée comme suit Les supports liés aux dents de boeuf furent enrobés dans une résine acrylique prenant à froid Les blocs acryliques furent tenus dans un montage semblable à celui décrit dans un article intitulé "Shear Bond Strength of Four Orthodontic Bonding Systems", (Résistance d'adhérence au cisaillement de quatre systèmes de liaisons orthodontiques), Am J Orthod Dentofac Orthop, 1990; 97:126-129, dont le contenu est ici incorporé à titre de référence Le montage fut installé dans une machine d'essai universelle Ins- tron 1122 (Canton, Massachusetts) et la traverse, équipée d'un montage à lames pour venir en contact avec les ailettes de liaison de fermeture, fut abaissée à la vitesse de 1,0 mm/mn jusqu'à rupture de la liaison par cisaillement Les valeurs indiquées dans le Tableau 2 sont des kilogrammes de charge pour le support de la canine supérieure droite SPIRITR (Ormco Corporation) avec un crochet, et avec une fente de 0,46 mm. Comme le suggèrent les résultats des essais, il n'y a aucune dégradation de l'activité du primaire ou de la résistance d'adhérence, après un stockage prolongé; ainsi, les supports orthodontiques recouverts d'un primaire de la présente invention peuvent être stockés, comme il est démontré, dans des conditions normales de stockage et d'inventaire pendant des périodes prolongées, sans détériorer la résistance d'adhérence finale obtenue. r, am FI LO qo (' (Z 1) uawt Uallleslo ne o Duelsi Sq- souletuws ailenb ins o Duajgqpel op jjlllqeis ap less H Z nealqe L i'8 b' OI 9 'ZT Ot ú O T 11 9 O 'b 7 t'6 ú 6 6 x L O 6 L'8 5 t OZ O O t O ú 1 T 'OT O 6 6 T 01 8 a EI TLT 816 IT L 9 '8 P 'TT bt OI 81 L IT 8 b'6 Z'11 L'01 901 O'6 v 1 '8 ú 8 LI ',I S' OT ú'OT L 'OT 9 '6 L'L ú L Z I O 1 Z Tú L 9 8 't 6 9 O 'T 11 ulo U Jg J lu S Sa ulom WJ le SSH Ulo Uo I lu S Ss UIOW 9 J ile S Sa t G O Ulas C e Qulemwas Z N G Ulewes I # auletws On voit que les supports plastiques de la présente invention, fabriqués selon les procédés de la présente invention, procurent des caractéristiques de résistance d'adhérence appropriées pour être utilisés dans des procédures de liaison orthodontiques, tout en évitant et/ou en supprimant les inconvénients associés aux primaires adhésifs appliqués à côté du fauteuil qui ont été jusqu'ici utilisés avant d'appliquer des adhésifs acryliques pour faire adhérer les supports plastiques sur les dents d'un patient Les divers exemples donnés ici sont prévus pour être des exemples de compositions appropriées pour être utilisées dans la mise en oeuvre de la présente invention et elles ne sont pas prévues pour être limitatives de quelque manière que ce soit On notera que des variations dans la composition du mélange solvatant qui ont permis d'obtenir des supports recouverts de primaires ayant des caractéristiques d'adhérence appropriées tombent évidemment dans la portée de l'invention telle qu'elle est définie dans les revendications jointes. là Revendications 1. Support orthodontique plastique ( 10) stable au stockage, comprenant une portion de corps ( 13) et une base de liaison ( 11) en matière plastique, ayant une surface de contact ( 14) avec la dent, caractérisé en ce qu'on fait adhérer une couche primaire adhésive ( 12) sur cette surface de contact avec la dent et que cette couche ( 12) est au moins partiellement incorporée dans ladite surface de contact ( 14), cette couche primaire étant stable au stockage et renforçant la résistance d'adhérence de ce support avec l'adhésif dentaire, même après un stockage prolongé du support. 2. Support orthodontique plastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base de liaison ( 11) est en polycar- bonate. 3. Support orthodontique plastique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche primaire ( 12) comprend une matière acrylique. 4. Support orthodontique plastique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche primaire acrylique est de façon prédominante monomère. 5. Support orthodontique plastique stable au stockage, comprenant une portion de corps ( 13) et une base de liaison ( 11) d'un seul tenant avec la portion de corps ( 13), qui est faite en une matière plastique et a une surface de contact ( 14) avec la dent, caractérisé par une couche primaire adhésive ( 12) qui est de façon prédominante une matière acrylique monomère, cette couche primaire adhérant à ladite surface de contact ( 14) et étant au moins partiellement incorporée dans cette surface, étant stable au stockage et renforçant la résistance d'adhérence du support avec un adhésif dentaire, même après un stockage prolongé du support. 6. Procédé pour fabriquer un support orthodontique plastique stable au stockage ayant une couche primaire adhésive, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: appliquer un mélange solvatant contenant des solvants et des monomères sur la surface de contact avec la dent ( 14) d'un support plastique ( 10) et laisser ce mélange solvater et diffuser dans la surface plastique de contact avec la dent pendant une période prédéterminée, et chauffer le support et le mélange solvatant pour volatili- ser les solvants et les monomères de poids moléculaire inférieur dans le mélange solvatant pour former ainsi une couche primaire adhésive ( 12) adhérant sur la surface de contact avec la dent ( 14) et au moins partiellement incorpo- rée dans ladite surface, cette couche primaire étant stable au stockage et renforçant la résistance d'adhérence du support avec un adhésif dentaire, même après un stockage prolongé du support. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la base de liaison ( 11) est en polycarbonate et que le mélange solvatant contient des monomères acryliques. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche primaire ( 12) adhérant sur la surface de contact ( 14) avec la dent est une matière acrylique de façon prédomi- nante monomère. 9 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la période prédéterminée pour permettre au mélange solvatant de solvater et de diffuser dans la surface de contact avec la dent est comprise entre environ 2 et 30 mn. 10 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support et le mélange solvatant sont chauffés à une température comprise entre 60 et 1000 C pendant une durée comprise entre environ 5 mn et 2 heures. 11. Procédé pour fabriquer un support orthodontique plasti- que stable au stockage ayant une couche primaire adhésive, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: appliquer un mélange solvatant contenant des solvants et des monomères acryliques sur la surface de contact avec la dent d'un support plastique en polycarbonate et laisser ce mélange solvater et diffuser dans ladite surface plastique de contact avec la dent pendant une période prédéterminée comprise entre environ 2 et 30 mn; et chauffer le support et le mélange solvatant à une tempéra- ture comprise entre environ 60 et 100 'C pendant une durée comprise entre environ 5 mn et 2 heures pour volatiliser les solvants et les monomères de poids moléculaire inférieur dans le mélange solvatant afin de former ainsi une couche primaire adhésive en une matière acrylique de façon prédominante monomère adhérant à la surface de contact avec la dent et au moins partiellement incorporée dans ladite surface de contact, cette couche primaire étant stable au stockage et renforçant la résistance d'adhérence de ce support avec un adhésif dentaire, même après un stockage prolongé de ce support. 12 Support orthodontique plastique stable au stockage, caractérisé en ce qu'il est produit selon le procédé de la revendication 6. 13. Support orthodontique plastique stable au stockage, caractérisé en ce qu'il est produit selon le procédé de la revendication 11.