Brevet FR2848409A1 — publié le 20040618

i La présente invention concerne les dispositifs médicaux métalliques utilisés en orthodontie et en stomatologie pour le redressement des dents. Ces dispositifs sont constitués d'un métal de base, d'une couche intermédiaire et d'une couche supérieure composée de métaux augmentant les performances 5 du dispositif médical (biocompatibilité, résistance à la corrosion, dureté...) La couche intermédiaire est constituée de rhodium noir. Le rhodium noir a fonction d'indicateur d'usure de par sa couleur. Etat de l'art Les dispositifs métalliques utilisés en orthopédie dento faciale sont nom10 breux et divers: brackets, bagues, arcs, tubes, boutons linguaux, contentions, quad hélix, disjoncteurs, ressorts, lip bumpers, crochets... Ces dispositifs peuvent comprendre un ou plusieurs éléments articulés ou soudés. Les métaux utilisés sont l'acier inoxydable ou le titane. Les soudures et alliages sont composés de métaux précieux ou semi précieux: or, argent, 15 nickel, étain... Ils sont en contact direct avec la salive sauf pour les parties collées aux dents. Selon la Directive 93/42/CEE qui classe les dispositifs médicaux, l'usage est à long terme, l'implantation étant supérieure à un mois. Certains dispositifs, tels les brackets et les bagues peuvent rester plus de deux ans dans la 20 bouche du patient. Des études réalisées sur des brackets déposés en fin de traitement ont montré que la corrosion est très faible sur certains aciers tels l'acier inox 316 L mais plus forte sur d'autres. De même si les soudures en or résistent très bien, il en est d'autres plus sensibles à la corrosion. La corrosion des dispositifs orthodontiques a plusieurs effets néfastes: -la libération d'ions non toxiques compte tenu de la concentration mais allergisants pour certains patients. Les réactions allergiques se manifestent par une inflammation des tissus buccaux ou par des réactions à distance d'autres parties du corps. Elles nécessitent généralement l'arrêt du traitement et de ce fait 30 l'impossibilité de soigner le patient. Le risque allergique en augmentation, est difficile à prévoir ce qui place le praticien dans une certaine insécurité au départ du traitement. -la modification des tolérances dimensionnelles, telle l'élargissement de la gorge des brackets qui reçoit l'arc. Un allongement du traitement ou une rela35 tive inefficacité de celui-ci en résulte. -le risque de rupture des pièces qui peut avoir des conséquences en cas d'ingestion d'un élément pointu (crochet, fil...). Pour réduire les risques précités, plusieurs solutions ont été envisagées et mises en oeuvre à ce jour. -En 1995/1999, les fabricants de brackets ont revêtu d'or les brackets destinés aux patients allergiques. L'or constitue une excellente barrière à la corrosion mais il a le défaut de posséder une dureté très faible (50 HV) d'o une usure rapide de certaines parties des dispositifs. A titre d'exemple, on note la disparition totale de l'or sur la face externe des plots des brackets en fin de traite5 ment. En 1999/2001 plusieurs procédés de revêtement ont été mis en ouevre à partir de métaux issus de la mine du platine. La société Wonder Wire a proposé de revêtir les arcs et les brackets de métaux précieux de la mine du platine (platine, palladium, rhodium) ou d'alliage d'étain/nickel ou de palladium/nickel. (Brevet US 5,882,193 du 16 mars 10 1999). Le métal précieux ou l'alliage sont déposés directement sur le métal de base. La société propose actuellement le revêtement des brackets en rhodium pur. Il est très coteux mais il est possible de placer une couche fine de 0.5 p. du fait de la dureté qui est 16 fois celle de l'or (800 HV). Le rhodium est bien plus résistant à la corrosion que le palladium mais son risque de porosité est 15 aussi plus élevé et dans ce cas, si le dépôt est réalisé directement sur le substrat, une corrosion par galvanique peut s'installer. La société Ortho Service a proposé un procédé qui consistait à revêtir les brackets de métaux précieux puis à remplacer la couche de métal après utilisation du bracket de telle sorte que le métal de base n'était jamais attaqué. Le 20 revêtement choisi est celui utilisé par les bijoutiers pour éviter le risque d'allergie au nickel, il est constitué de palladium/nickel 95/5 (95% de Palladium, 5% de nickel) déposé sur nickel de Wood ou pré dorure. Ce revêtement passe les tests d'allergie au nickel tout en étant 10 fois plus dur que l'or (500 HV contre 250 HV). Après chaque utilisation, le revêtement est supprimé en 25 même temps que les composites par action d'un faisceau laser de forte intensité mais de temps d'action très court (Brevet français n099/11780). Ce procédé permet de recycler les brackets sans aggravation du risque de rupture par corrosion des soudures. La société LMI a proposé de revêtir les dispositifs orthodontiques d'une cou30 che de Palladium pur ou de rhodium pur sur une couche d'or (Brevet français n099/11837). Le Palladium pur possède un risque allergique plus faible que le palladium allié au nickel. Sa dureté est 5 fois plus élevée que celle de l'or pur. De ce fait il est théoriquement possible de remplacer les 8Ft d'or utilisés par les premiers procédés par 2 p. de palladium pur. Pratiquement, il faut tenir 35 compte du fait que la résistance à la corrosion du Palladium aux acides présents en bouche est plus faible que celle de l'or. L'emploi du rhodium sur or permet de concilier une grande dureté et l'absence de risque de corrosion en cas de porosité du rhodium, l'or jouant le rôle d'une barrière. Un brevet a été déposé pour le dépôt de nitrure de titane sur les brackets 40 d'orthodontie. Le nitrure de titane résiste très bien à la corrosion mais son as- pect très gris est un inconvénient qui explique que les brackets entièrement constitués de titane ont connu une diffusion très faible auprès des praticiens. A ce jour aucun dépôt en platine n'a été proposé du fait du cot plus élevé lié au poids de ce métal. Les teintes des métaux de la mine du platine sont si proches de l'acier inoxydable qu'il est impossible pour le praticien de les distinguer. Cet avantage sur l'or rejeté pour son aspect " clinquant " pose un problème majeur quand il s'agit de revendiquer l'absence de risque allergique sur l'ensemble du traitement. Même si le fabricant réalise des vérifications cliniques sur de nombreux pa10 tients, rien ne permet d'affirmer avec une garantie de 100% que le revêtement durera tout le traitement pour les raisons suivantes: -la durée du traitement n'est pas connue: un dispositif orthodontique peut séjourner en bouche entre un jour et trois ans. Certains patients possèdent une salive très agressive ou des habitudes plus ou moins favorables (emploi d'une 15 brosse à dent dure ou souple, choix des aliments ou des boissons). -pour des raisons de cot, et de respect des tolérances, la couche de métaux précieux est calculée au plus juste, ce qui accroît le risque qu'elle ne soit pas suffisante. -même si les métaux précieux ou le nitrure de titane sont déposés dans le cadre 20 d'un processus certifié ISO avec un contrôle qualité rigoureux, il se peut que certaines pièces soient insuffisamment revêtues en certains endroits: les dépôts ne sont pas toujours homogènes en épaisseur surtout si les pièces sont acérées. -si le praticien recycle ses brackets la durée de séjour du bracket en bouche se trouve allongée sans contrôle que l'épaisseur résiduelle permette de maintenir 25 les propriétés du bracket au cours du second séjour en bouche. Il est donc souhaitable que le praticien puisse contrôler que les pièces sont toujours revêtues de métaux précieux au cours des visites de contrôle du patient pour s'assurer du maintien de la revendication de protection du métal de base contre la corrosion ainsi que des propriétés mécaniques du revêtement si 30 elles sont revendiquées (par exemple dureté du rhodium pour favoriser le glissement de l'arc). Description de l'invention La présente invention consiste à créer à partir de dispositifs orthodontiques en acier inoxydable de nouveaux dispositifs revêtus de deux couches au moins 35 de métaux précieux telle qu'une couche située entre le métal de base et la couche supérieure soit composée de rhodium noir (métal finement divisé contenant un oxyde et un hydrure) ou de ruthénium. L'avantage de ces deux métaux est une très grande dureté (>600 HV), une excellente résistance à la corrosion par les acides et une couleur très différente 40 de la couche finale. Le prix du ruthénium est plus faible que le prix du rho- dium noir mais l'absence d'utilisation dans le domaine médical nécessite de coteux essais cliniques avant son utilisation. Il est aussi connu que les oxydes de ruthénium sont hautement toxiques. Le dépôt électrolytique de ruthénium et de rhodium noir sont très proches et bien connus des professionnels. La procédure de dépôt qui suit est donnée à titre d'exemple. Des variations sont possibles en fonction de la composition des bains. Le rhodium noir, utilisé en bain acide peut être déposé directement sur le métal de base selon les procédés habituellement utilisés en galvanoplastie. La couche supérieure déposée sur le rhodium noir peut être composée d'un alliage comportant des mé1o taux traditionnellement utilisés dans le domaine dentaire tels que le nickel (en proportion inférieure à 5 %), le cobalt en proportion inférieure à 10 %, le palladium et le rhodium. Compte tenu des propriétés recherchées qui sont à la fois la formation d'une barrière à la corrosion et l'augmentation de la dureté par rapport à celle de l'acier inoxydable, l'utilisation d'un alliage de palla15 dium/nickel 95/5, de palladium-cobalt 90/10 ou 80/20 ou de palladium/ rhodium 95/5 nous semble le plus approprié. De même, la couche intermédiaire peut être constituée de Rhodium noir déposé sur pré dorure ou nickel de Wood, ces deux derniers métaux n'intervenant pas dans la fonctionnalité de la couche intermédiaire mais étant seulement destinés à favoriser son dépôt sur 20 le substrat et dans le cas de la pré dorure à constituer une barrière anticorrosion. Le traitement électrolytique peut s'effectuer comme suit à partir d'une pièce comportant des aciers éventuellement soudés, polis et ébavurés: -dégraissage en bain ultrasonique dans une solution de soude caustique à 50 25 % chauffée à 60C durant 10 mn, rinçage en bain mort et sous l'eau courante. -trempage des pièces dans un bain d'acide sulfurique à 5 % durant 5 mn. -dépôt électrolytique dans un bain de rhodium noir à 2 g/litre chauffé à 25 0C avec une intensité de 1 A/dm2, rinçage en bain déminéralisé. -dépôt électrolytique dans un bain de palladium-nickel 95/5 à lOg/litre chauf30 fé à 30'C avec une intensité de 1 A/dm2, rinçage et séchage. Les temps d'exposition déterminent l'épaisseur des revêtements. Il est essentiel d'effectuer des mesures d'épaisseur des couches déposées (fluorescence X) et des essais de résistance et de porosité. L'absence de porosité est essentielle et délicate à obtenir avec le Rhodium noir. Il est possible de déposer les revêtements précités sur un substrat en titane en utilisant une attaque à l'acide oxalique en remplacement de l'acide sulfurique. Le dispositif médical ainsi traité peut être placé directement en bouche dans les mêmes conditions qu'un dispositif non traité. A l'occasion, des contrôles 40 visuels visuels habituels du dispositif, le praticien s'assure que la protection du dispositif est assurée par l'absence de tâches noires. Si le rhodium noir apparaît, le dispositif peut être déposé. Il est important de noter qu'à ce stade, la protection reste assurée. L'épaisseur de Rhodium noir doit être suffisante pour que 5 celui-ci ne puisse pas être usé entre deux visites au praticien. Les épaisseurs des couches d'usure et de la couche intermédiaire sont à déterminer par le fabricant en fonction de l'usage spécifié par chaque dispositif médical. Les dispositifs ainsi traités sont classés à usage unique. En cas de réutilisation, la couche intermédiaire apparaît et le dispositif doit être déposé. Le fabricant 1o dispose donc d'une meilleure maîtrise de l'usage du dispositif médical. Il peut définir dans le cadre de la certification des dispositifs médicaux utilisés en orthopédie dento faciale ou en stomatologie un indicateur clair inclus au dispositif spécifiant la nécessité de mettre un terme à son utilisation. Ce point nous semble essentiel pour établir juridiquement les responsabilités des différents 15 intervenants en cas de disfonctionnement des dispositifs médicaux. Dès lors que la couche intermédiaire de rhodium noir est détruite, le fabricant peut dégager sa responsabilité. Dessin de l'invention Il n'est pas utile de représenter tous les dispositifs orthodontiques qui peu20 vent être revêtus par ce procédé. Nous nous limitons à la présentation d'un crochet à sertir sur arc. La figure 1 est une vue de face sur le crochet, la figure 2 est une coupe sur le crochet qui montre le type de revêtement déposé. 1-boule 2-partie cylindrique 3-partie fixée sur l'arc d'orthodontie 4-métal de base 5-couche intermédiaire 6-couche supérieure REVENDICATIONS 1) Dispositif médical utilisé en orthopédie dento faciale ou en stomatologie comportant un métal de base tel que l'acier inoxydable recouvert de deux couches de métaux précieux. Il est caractérisé par le fait que la couche intermédiaire entre le métal de base et la couche supérieure est constituée de rhodium noir (dérivé du rhodium contenant un hydrure et un oxyde) et que la couche supérieure est composée d'un métal de la mine du platine à savoir le palladium, le platine ou le rhodium. 2) Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la couche supérieure est constituée d'un alliage de métaux précieux de la mine du platine et de métaux semi précieux tel que le nickel à un pourcentage inférieur à 5% ou le cobalt à un pourcentage inférieur à 10 %. 3) Dispositif selon la revendication bou 2 dans lequel la couche intermédiaire est constituée de rhodium noir sur prédorure ou nickel de wood. 4) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 dont le métal de base est du titane. 5) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 dans laquelle le rhodium noir est remplacé par du ruthénium.