Brevet FR2776502A1 — publié le 19991001

Armature en matériau composite pour une prothèse dentaire adjointe, et procédé de fabrication. L'invention est relative à une armature pour prothèse dentaire adjointe réalisée en un matériau composite à renfort de fibres stratifié, préimprégnées d'une résine à l'état d'avant polymérisation. is Les armatures connues comportent généralement des plaques métalliques obtenues par des procédés de coulées longues et onéreuses. La présence d'une telle plaque métallique rigide à l'intérieur de la bouche est à la fois inesthétique et inconfortable. On a déjà proposé de remplacer les plaques métalliques de prothèses dentaires adjointes par des plaques en résine acrylique plus légères, dans lesquelles sont enrobées des fibres de renforcement (document US-A4894012). L'incorporation d'un réseau ou d'un faisceau de fibres n'est cependant pas suffisant pour obtenir une résistance mécanique significative des plaques en résine acrylique. Les fibres constituent un simple filet interne permettant aux pièces fracturées de ne pas se détacher complètement après la fracture de la plaque en bouche. Un premier objet de l'invention consiste à réaliser une armature pour prothèse dentaire adjointe, particulièrement légère en poids, et ayant une résistance mécanique élevée. Un deuxième objet de l'invention vise également à proposer un procédé de fabrication d'une armature de prothèse dentaire adjointe particulièrement simple et rapide à mettre en oeuvre. L'armature selon l'invention est composée - d'une pièce de base comprenant une couche de tissu maillé dudit matériau composite, laquelle est agencée selon une coque de support en forme de voûte, - d'une pièce intermédiaire s'étendant le long du sommet de la pièce de base pour constituer une poutre ayant une bonne résistance à l'écrasement, et 1s délimitant le profil de l'armature, - et d'une pièce de surface formant une chape recouvrant totalement la pièce de base et la pièce intermédiaire, le matériau de la chape étant constitué par un stratifié ayant une matrice organique de même nature que celle de la pièce de base, I'ensemble des trois pièces formant après mise en forme et polymérisation un profilé auto-portant ayant une bonne résistance à la fracture. Selon un mode de réalisation préférentiel, la pièce intermédiaire est formée par un faisceau de fibres longues et continues s'étendant le long du profil de la poutre, et logées dans une gaine servant d'étui. La gaine est constituée par un tissage de fibres, lesquelles peuvent être de même nature que les fibres du matériau des deux autres pièces de base et de surface. Selon une caractéristique de l'invention, la pièce intermédiaire est équipée d'un dispositif de mise en forme destiné à entourer et serrer la gaine et le faisceau de fibres pour définir une section transversale prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, la base de la gaine présente une forme conjuguée à celle du sommet de la pièce de base, et est dotée d'une rigidité mécanique supérieure à celle du reste de tissage des fibres de ladite gaine. Un premier procédé de fabrication de l'armature selon l'invention est caractérisé par les étapes suivantes: o0 - on place dans une première étape la pièce de base sur un modèle de laboratoire, ladite pièce comprenant un stratifié à tissu préimprégné de résine à renfort de fibres et particules, - on forme sous pression isostatique la pièce de base par compression suite au plaçage dudit stratifié sur le modèle de laboratoire, - on polymérise la résine de la pièce de base formée pour obtenir une coque de support en forme de voûte, - on applique dans une deuxième étape la pièce intermédiaire sur le sommet de la voûte de la pièce de base, - et dans une troisième étape, on recouvre ladite pièce intermédiaire par la pièce de surface mise en forme sous pression isostatique pour constituer ladite chape après polymérisation. Un deuxième mode de fabrication est caractérisée en ce que: - on applique d'abord la pièce intermédiaire le long de la crête d'un modèle de laboratoire sans écraser les fibres de la gaine, - on opère une prépolymérisation de la pièce intermédiaire pour déterminer le profil de l'armature, - on enlève la pièce intermédiaire, et on place la pièce de base sur le modèle sans formage préalable et sans polymérisation, - on replace la pièce intermédiaire prépolymérisée sur la pièce de base, et on la recouvre avec la pièce de surface, - l'ensemble est ensuite mis en forme sous pression isostatique, suivi de la phase de polymérisation complète de l'armature. Selon une autre caractéristique du procédé, on incorpore dans le profilé autoportant avant la phase de formage et de polymérisation, des éléments de 1o réservation traversant verticalement la pièce de base, la pièce intermédiaire, et la pièce de surface, chaque élément de réservation étant réalisé en un matériau incompatible avec le composite du profilé pour favoriser son extraction après formage. On introduit des éléments de rétention dans les cavités confinées après extraction des éléments de réservation, chaque élément de rétention étant s5 constitué par un tenon ayant une partie saillante pour la réception d'une dent artificielle. Une telle armature pour prothèse dentaire adjointe peut être solidarisée à un attachement d'une racine. L'attachement comporte à cet effet: - un élément mâle formé par une cupule remplie d'une résine composite photopolymérisable, et fixée sur l'extrémité d'un tenon d'une racine ou d'une reconstitution coronaire, ladite cupule étant réalisée en un matériau transparent aux rayons électromagnétiques, et incompatible avec la résine des pièces constitutives du profilé, - un élément femelle composée d'une enveloppe en matériau élastique coopérant à emboîtement avec la face externe de la cupule, et solidarisé au profilé auto-portant de l'armature lors de l'opération de formage. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une vue en perspective d'une armature pour une prothèse dentaire adjointe selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en coupe verticale du profilé auto-portant de l'armature posée sur un modèle de laboratoire; o - la figure 3 est une vue partielle de la pièce intermédiaire de l'armature -la figure 4 est une vue à échelle réduite du profilé de la figure 2, après enlèvement du modèle de laboratoire; - la figure 5 montre une vue en coupe d'une variante de réalisation du profilé auto-portant de l'armature; s5 - les figures 6 et 7 représentent le profilé complexe de la figure 5, respectivement après mise en place d'éléments de réservation, et d'organes de rétention. - la figure 8 montre un attachement d'une armature selon l'invention à une racine résiduelle d'une dent. 2o En référence aux figures 1 à 4, une armature 12 pour une prothèse dentaire adjointe ou mobile est réalisée au moyen d'un matériau en composite de résine 17 à fibres 18 et particules 19 de renforcement constituant après formage un profilé 12 auto-portant rigide et résistant à la fracture. Les fibres 18 et particules 19 de renforcement sont agencées selon un stratifié composé d'une ou de plusieurs couches de tissu maillé. Les fibres peuvent être des fibres de verre, de céramique, d'aramide ou de silice, préimprégnées d'une résine à l'état d'avant polymérisation. Un premier procédé de fabrication d'un profilé 12 auto- portant selon l'invention s'effectue en trois étapes principales: - au cours d'une première étape, une pièce de base 1 constituée par un stratifié à tissu préimprégné est formée sous pression isostatique sur un modèle de laboratoire 2 représentatif des tissus mous. L'opération de formage stratifié intervient par compression suite au plaçage de la pièce de base 1 sur le modèle de laboratoire 2 selon le procédé et la machine décrits dans le document W095/08300. La résine 17 de la pièce de base 1 est à titre d'exemple une résine méthacrylate ou diméthacrylate, mais tout autre type de résine organique approprié à un usage dentaire peut être utilisé, tel que mentionné dans le 0o document précité. La résine 17 à renforts de fibres 18 et particules 19, renferme d'autre part des agents photo-amorceurs et des agents accélérateurs permettant une réticulation par éclairage au moyen d'une lampe en lumière visible. Après les opérations de formage et de photopolymérisation, la pièce de base 1 est agencée selon une coque de support en forme de voûte épousant le profilé du s 5modèle de laboratoire 2. Dans une deuxième étape, une pièce intermédiaire 3 est appliquée sur le sommet 4 pour constituer une poutre présentant une résistance à l'écrasement élevée. La pièce intermédiaire 3 est formée par un faisceau de fibres 5 longues et continues, lesquelles sont logées dans une gaine 6 constituée d'un tissage de fibres 8. La gaine 6 sert d'étui pour le logement des fibres 5 préimprégnées, et comporte une base 7 de forme conjuguée à celle du sommet 4 de la pièce de base 1. Sur la figure 3, la base 7 de la gaine 6 est plane pour obtenir une bonne surface d'adhérence avec le sommet 4 de la pièce de base 1. La rigidité de la base 7 est de préférence supérieure à celle du reste du tissage de fibres 8 de la gaine 6. La base 7 de la gaine 6 peut être constituée avantageusement par une partie de la pièce de base 1. Dans une troisième étape, une pièce de surface 10 constituée par un stratifié à tissu de fibres 18 et particules 19 préimprégnées, de même nature que celui de la pièce de base 1, est posée sur la pièce intermédiaire 3, puis est mis en forme sous pression isostatique et photo-polymérisée dans la machine de formage utilisée précédemment. La pièce de surface 10 constitue une chape recouvrant totalement la pièce de base 1, et la pièce intermédiaire 3 de manière à obtenir un profilé auto-portant 12 rigide assurant une résistance élevée à la fracture. La poutre constitutive de la pièce intermédiaire 3 est prise en sandwich entre les deux pièces 1 et 10 pour déterminer le profil de la structure, ainsi que la résistance à l'écrasement. Les pièces de la base 1 et de la surface 10 assurent après polymérisation la rigidité mécanique de la structure. Un deuxième mode de fabrication du profilé 12 auto-portant peut être mis en oeuvre de la manière suivante: On applique d'abord la pièce intermédiaire 3 sur la crête de modèle de laboratoire 2, sans écraser les fibres 5 de la pièce 3 en l'exposant un court instant à la lumière, de manière à déterminer le profil de l'armature 12. Après enlèvement de la pièce intermédiaire 3, la pièce de base 1 est placée sur le modèle de laboratoire 2 sans formage préalable et sans polymérisation. On replace la pièce intermédiaire 3 prépolymérisée sur la pièce de base 1, et on la recouvre avec la pièce de surface 10. L'ensemble de la structure est ensuite mis en forme sous pression isostatique dans la machine de formage, suivi de la photo-polymérisation. Selon la figure 5, il est possible de faire usage d'un profilé complexe 11, dans lequel la pièce intermédiaire 3 n'est pas polymérisée, et est équipée d'un dispositif de mise en forme 9 destiné à-étrangler transversalement le faisceau de fibres 5 pour définir une section transversale prédéterminée, par exemple en Oméga. La pièce intermédiaire 3 est cousue ou soudée aux interfaces 26 entre la pièce de base 1 et la pièce de surface 10. Les bords de liaison 12 de la pièce de la base 1 et de la pièce de surface 10 peuvent également être cousus ou soudés. Un tel profilé 11 auto- portant peut être formé en une seule étape de fabrication. 0o En référence aux figures 6 et 7, on incorpore dans le profilé complexe 11 avant la phase de formage et de polymérisation, des éléments de réservation 20 traversant la pièce de base 1, la pièce intermédiaire 3, et la pièce de surface 10 selon une direction verticale. Les éléments de réservation 20 sont réalisés en un matériau incompatible avec la résine utilisée pour le profilé 11, de manière à éviter toute adhérence lors du formage. L'extraction ultérieure des éléments de réservation 20 délimite ensuite des cavités 14 pour l'insertion d'organes de rétention 13 (figure 7). Les organes de rétention 13 sont agencés selon des tenons 15 munis chacun d'une partie saillante pour la réception d'une dent artificielle, et une embase 16 en forme de disque annulaire à l'extrémité opposée. Chaque organe de rétention 13 est réalisé en un matériau composite à base de résine 17 et à renfort de fibres 18 et particules 19 du même type que le profilé auto-portant 12. Dans une étape finale de fabrication, les profilés 11, 12 auto-portants sont revêtus par un revêtement externe de finition à base de résine organique. L'intérêt de ces structures auto-portantes pour la fabrication de dentiers réside dans leur légèreté, et dans leur grande flexibilité conjointement avec une grande résistance mécanique procurant un meilleur confort dans la bouche du patient. L'absence de tout matériau métallique permet de les associer par des attachements appropriés non métalliques aux racines éventuelles. Sur l'attachement 29 de la figure 8, la racine 30 d'une dent est coiffée d'un plateau 32 monté sur un tenon 24 ayant une extrémité 25 saillante. Une telle reconstitution coronaire est décrite en détail dans les documents WO 95/08300 et WO 96/15731. Une cupule 21 en matériau céramique ou en verre, est remplie d'une résine composite 22 photo- polymérisable, et est fixée sur l'extrémité 25 du tenon 24. La cupule 21 constitue l'élément mâle de l'attachement 29, et peut être réalisée en tout autre matériau transparent aux rayons électromagnétiques et incomptatible avec la résine des pièces constitutives du profilé 11, 12. La cupule 21 cylindrique est revêtue d'une enveloppe 23 en matériau élastique, susceptible de glisser sur la face d'appui de la cupule 21 avec un effet rétentif. L'enveloppe 23 constitue l'élément femelle de l'attachement 29. L'état de surface de l'enveloppe 23 permet sa solidarisation avec le profilé 11 auto-portant lors de l'opération de formage de ce dernier, en particulier lorsque la pièce de base 1 est appliquée sur le modèle dans le deuxième procédé de fabrication décrit précédemment, avant formage et durcissement. REVENDICATIONS 1. Armature pour prothèse dentaire adjointe réalisée en un matériau composite à renfort de fibres (18) stratifié, préimprégnées d'une résine (17) à l'état d'avant polymérisation, caractérisée en ce que l'armature (12) est composée: - d'une pièce de base (1) comprenant une couche de tissu maillé dudit matériau composite, laquelle est agencée selon une coque de support en forme de voûte, - d'une pièce intermédiaire (3) s'étendant le long du sommet (4) de la pièce de base (1) pour constituer une poutre ayant une bonne résistance à l'écrasement, et délimitant le profil de l'armature (12), - et d'une pièce de surface (10) formant une chape recouvrant totalement la pièce de base (1) et la pièce intermédiaire (3), le matériau de la chape étant constitué par un stratifié ayant une matrice organique de même nature que celle de la pièce de base (1), I'ensemble des trois pièces (1, 3, 10) formant après mise en forme et polymérisation un profilé auto-portant ayant une bonne résistance à la fracture. 2. Armature pour prothèse dentaire adjointe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce intermédiaire (3) est formée par un faisceau de fibres (5) longues et continues s'étendant le long du profil de la poutre, et logées dans une gaine (6) servant d'étui. 3. Armature pour prothèse dentaire adjointe selon la revendication 2, caractérisée en ce que la gaine (6) est constituée par un tissage de fibres (8), Il lesquelles sont de même nature que les fibres (18) du matériau des deux autres pièces de base (1) et de surface (10). 4. Armature pour prothèse dentaire adjointe selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la pièce intermédiaire (3) est équipée d'un dispositif de io mise en forme (9) destiné à entourer et serrer la gaine (6) et le faisceau de fibres (5) pour définir une section transversale prédéterminée. 5. Armature pour prothèse dentaire adjointe selon la revendication 4, caractérisée en ce que la section transversale de la pièce intermédiaire (3) est conformée en Oméga. 6. Armature pour prothèse dentaire adjointe selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la base (7) de la gaine (6) présente une forme conjuguée à celle du sommet (4) de la pièce de base (1), et est dotée d'une rigidité mécanique supérieure à celle du reste de tissage des fibres (8) de ladite gaine (6). 7. Armature pour prothèse dentaire adjointe selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la base (7) de la gaine (6) est constituée par une partie de la pièce de base (1). 8. Procédé de fabrication d'une armature pour prothèse dentaire adjointe selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que: - on place dans une première étape la pièce de base (1) sur un modèle de laboratoire (2), ladite pièce comprenant un stratifié à tissu préimprégné de résine (17) à renfort de fibres (18) et particules (19), - on forme sous pression isostatique la pièce de base (1) par compression suite au plaçage dudit stratifié sur le modèle de laboratoire (2), - on polymérise la résine (17) de la pièce de base (1) formée pour obtenir une coupe de support en forme de voûte, - on applique dans une deuxième étape la pièce intermédiaire (3) sur le sommet de la voûte de la pièce de base (1), - et dans une troisième étape, on recouvre la pièce intermédiaire (3) par la pièce 1o de surface (10) mise en forme sous pression isostatique pour constituer après polymérisation ladite chape. 9. Procédé de fabrication d'une armature pour prothèse dentaire adjointe selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que: - on applique d'abord la pièce intermédiaire (3) le long de la crête d'un modèle de laboratoire (2) sans écraser les fibres (5) de la gaine (6), on opère une prépolymérisation de la pièce intermédiaire (3) pour déterminer le profil de l'armature, - on enlève la pièce intermédiaire (3), et on place la pièce de base (1) sur le modèle (2) sans formage préalable et sans polymérisation, - on replace la pièce intermédiaire (3) prépolymérisée sur la pièce de base (1), et on la recouvre avec la pièce de surface (10), - I'ensemble est ensuite mis en forme sous pression isostatique, suivi de la phase de polymérisation complète de l'armature. 10. Procédé de fabrication d'une armature de prothèse dentaire selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que on incorpore dans le profilé autoportant (11) avant la phase de formage et de polymérisation, des éléments de réservation (20) traversant verticalement la pièce de base (1), la pièce intermédiaire (3), et la pièce de surface (10), chaque élément de réservation (20) étant réalisé en un matériau incompatible avec le composite du profilé (11) pour favoriser son extraction après formage. 11. Procédé de fabrication d'une armature de prothèse dentaire selon la revendication 10, caractérisé en ce que on introduit des éléments de rétention (13) dans les cavités (14) confinées après extraction des éléments de réservation (20), chaque élément de rétention (13) étant constitué par un tenon (15) ayant une partie saillante pour la réception d'une dent artificielle. 12. Armature pour prothèse dentaire adjointe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'armature est adjointe à un attachement (29), lequel comporte: - un élément mâle formé par une cupule (21) remplie d'une résine composite (22) photopolymérisable, et fixée sur l'extrémité (25) d'un tenon (24) d'une racine (30) ou d'une reconstitution coronaire, ladite cupule étant réalisée en un matériau transparent aux rayons électromagnétiques, et incompatible avec la résine des pièces constitutives du profilé (11), - un élément femelle composée d'une enveloppe (23) en matériau élastique coopérant à emboîtement avec la face externe de la cupule (21), et solidarisé au profilé (11) auto-portant de l'armature lors de l'opération de formage.