Brevet FR2863479A1 — publié le 20050617

La présente invention concerne un tenon de restauration dentaire apte à prendre, sous l'action d'un stimulus externe, une souplesse telle qu'elle lui permette de prendre place dans un canal radiculaire courbe d'une dent et de reprendre une fois en place sa rigidité initiale de façon à assurer son maintien dans cette cavité. A l'origine on a réalisé les tenons dentaires en métal afin qu'ils puissent résister aux contraintes mécaniques élevées auxquelles ils sont soumis en cours d'utilisation. En raison de leur nature métallique ces tenons présentent un certain nombre d'inconvénients liés certains à des phénomènes de corrosion et d'autres à leur trop grande résistance (module d'élasticité) par rapport à la résistance propre de la dentine dans laquelle ils sont implantés, notamment dans le sens transversal, et qui les conduisent parfois à se desceller et/ou à entraîner une fracture de la racine. Afin d'éviter ce type d'inconvénients, on a proposé de réaliser des tenons possédant une grande résistance mécanique dans le sens longitudinal afin qu'ils puissent résister aux efforts importants auxquels ils sont soumis en cours d'utilisation tout en possédant, une résistance (module d'élasticité) beaucoup plus faible, voisine de celle de la dentine, dans le sens transversal, ce qui permet d'éviter leur descellement intempestif. On a obtenu un tel résultat en réalisant des tenons dentaires non plus en métal mais en matériau composite, c'est-à- dire constitués d'une âme formée de fibres, notamment des fibres de carbone, équitendues enrobées dans une matrice support de résine biocompatible. Le brevet européen EP-B-O 432 001 décrit un tel tenon et son procédé de fabrication. Cependant les tenons, qu'ils soient réalisés en métal ou en matériau composite, doivent être suffisamment rigides pour résister aux efforts précédemment mentionnés, ce qui interdit de leur conférer une souplesse telle qu'il leur soit possible d'épouser la forme courbe de certains canaux radiculaires tels que ceux par exemple des molaires. C'est pourquoi on a proposé dans l'état antérieur de la technique, de faire appel à des tenons en matériau composite constitués de polymères non polymérisés, ou peu polymérisés, ce qui leur confère une souplesse permettant leur introduction facile dans un canal radiculaire courbe. Une fois le tenon en place on assure une polymérisation de sa matrice support, notamment par l'action d'un éclairement de longueur d'onde approprié, conférant ainsi au tenon en place dans le canal de la dent la rigidité qui lui est nécessaire pour résister aux efforts auxquels il est soumis en cours d'utilisation. Un inconvénient de tels tenons est que le praticien n'est jamais sûr que la polymérisation à laquelle il a soumis le monomère a été réalisée de façon totale à 100 si bien qu'il subsiste un risque qu'il existe à l'intérieur du canal radiculaire une quantité de monomère non encore polymérisé ce qui est dangereux au niveau de l'asepsie. La présente invention a ainsi pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un élément prothétique et notamment un tenon dentaire réalisé dans un matériau composite totalement polymérisé et néanmoins apte à être, du moins dans un premier temps, suffisamment souple pour épouser la forme d'un canal radiculaire courbe ou toute autre cavité de celle-ci et dans un second temps, une fois en place, suffisamment rigide pour assurer les fonctions mécaniques auxquelles il est soumis. La présente invention a ainsi pour objet un tenon dentaire à structure de type composite constitué d'une âme formée de fibres longues s'étendant d'une extrémité à l'autre du tenon, qui est noyée dans une matrice rigide, caractérisé en ce que: - la matrice est constituée d'un polymère du type à mémoire de forme, à savoir un polymère présentant un état vitreux et un état caoutchouteux, la transition entre ces deux états sous l'effet de la variation d'un paramètre, ou stimulus, étant rapide et le module d'élasticité à l'état vitreux étant au moins cent fois plus grand que le module d'élasticité à l'état caoutchouteux, - la valeur du stimulus pour laquelle le polymère passe d'un état vitreux à un état caoutchouteux se situe au delà, ou en deçà, de la valeur du paramètre correspondant à ce stimulus existant au niveau du tenon dans la bouche du patient suivant que l'état caoutchouteux se trouve au delà ou en deçà de l'état vitreux pour ce stimulus. Préférentiellement le degré de conversion du polymère sera d'au moins 80%. Le stimulus pourra être constitué d'une élévation de température et la valeur du stimulus pour laquelle le polymère passera d'un état vitreux à un état caoutchouteux se situera au delà de la valeur du paramètre correspondant à ce stimulus existant au niveau du tenon dans la bouche du patient. La température de transition vitreuse du polymère à mémoire de forme sera alors préférentiellement voisine de 45 C. Le stimulus pourra être également constitué par l'application d'un flux, notamment électrique ou lumineux, de longueur d'onde déterminée ou par une variation de pH. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, diverses formes d'exécution de la présente invention, en 5 référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un diagramme de principe représentant la variation du module d'élasticité E d'un polymère à mémoire de forme en fonction de la température. Les figures 2 à 4 représentent trois phases de la mise 10 en place d'un tenon selon la présente invention dans une première molaire inférieure. On décrira ci-après un mode de mise en oeuvre de la présente invention et plus particulièrement la mise en place d'un tenon dans un canal radiculaire courbe d'une dent, tel que par exemple celui de la première molaire inférieure. Un tel tenon 1 est essentiellement constitué d'une âme destinée à lui conférer une rigidité importante dans le sens longitudinal qui est à cet effet par exemple formée d'un faisceau de fibres 4, telles que des fibres de carbone ou de verre qui sont équitendues d'une extrémité à l'autre du tenon, cette âme étant noyée dans une matrice 5 constituée d'une résine polymérisée. A l'inverse de certains tenons de l'état antérieur de la technique, cette résine est polymérisée en cours de fabrication à 100 % ce qui donne l'assurance qu'il ne peut exister dans le tenon de résidus polluants non polymérisés. La résine polymérisée sera constituée d'un polymère dit à effet mémoire. On désignera ainsi les polymères qui, de façon connue, présentent un état vitreux et un état caoutchouteux dans lesquels la transition entre ces deux états s'effectue de façon rapide dans un faible intervalle de température, et dans lesquels le module d'élasticité à l'état vitreux est environ de 100 à 1000 fois supérieur au module d'élasticité à l'état caoutchouteux. On a ainsi représenté sur la figure 1 une courbe schématique montrant la variation du module d'élasticité d'un tel polymère en fonction de la température. On constate ainsi sur cette courbe qu'en dessous d'une température TV dite de transition vitreuse, le module d'élasticité E du matériau présente une certaine valeur EV correspondant à une rigidité importante de celui-ci. Dès que la température augmente et dépasse la température de transition vitreuse Tv on constate que le module d'élasticité chute brusquement et atteint, à une température TC1, une valeur de module d'élasticité palier EC très inférieure à celle du module d'élasticité Ev dans lequel le matériau se trouve à l'état caoutchouteux. Il conserve cet état jusqu'à une température maximale TC2 au-delà de laquelle il perd toute consistance. Si l'on fait appel à un matériau polymère dont la température de transition vitreuse Tv se situe à environ 45 C et que l'on utilise ce matériau pour constituer la matrice dans laquelle l'âme du tenon constitué de fibres équitendues est noyée, on constate que le tenon conserve sa rigidité lorsqu'il est en place dans la bouche du patient puisqu'en tout état de cause, la température à laquelle le matériau polymère à effet mémoire est soumis, est inférieure à sa température de transition vitreuse. Lorsque que l'on souhaite implanter un tel tenon dentaire dans la bouche du patient, on chauffe alors le tenon à une température comprise entre les températures extrêmes du palier inférieur à savoir TC1 et TC2. Dès lors le matériau polymère se trouve dans un état caoutchouteux si bien que sa rigidité est très inférieure à sa rigidité normale d'utilisation et lorsque l'on dispose un tel tenon dans le canal radiculaire de la dent, il épouse sans difficulté la forme courbe interne de celui-ci. Une fois le tenon mis en place, il se refroidit progressivement au contact de la dentine pour atteindre une température inférieure à la température de transition vitreuse T, et retrouve ainsi son module d'élasticité supérieur Ev lui conférant ainsi la rigidité qui lui est nécessaire pour résister aux contraintes auxquelles il est soumis en cours d'utilisation. Lorsque le praticien souhaite, notamment pour des raisons cliniques, ôter un tel tenon, contrairement aux tenons de l'état antérieur de la technique, il n'est pas contraint de procéder à la destruction de celuici, risquant ainsi de ce fait de causer des dommages au canal radiculaire de la dent. Suivant l'invention, il lui suffit d'appliquer au tenon un stimulus externe consistant à porter sa température à une température supérieure au seuil de transition vitreuse Tv faisant ainsi passer la matrice du tenon de l'état vitreux à l'état caoutchouteux et permettant ainsi à celui-ci de recouvrer une souplesse suffisante pour lui permettre d'être extrait facilement du canal radiculaire. Bien entendu le stimulus externe appliqué au polymère à effet mémoire peut faire appel à tout autre paramètre que la température. Il peut notamment être constitué par une radiation constituée d'un éclairement à une longueur d'onde déterminée, par une variation de paramètres chimiques tel que par exemple le pH, ou une stimulation électrique. Les stimuli permettant de faire passer le polymère à effet mémoire du module d'élasticité supérieur E, au module d'élasticité inférieure EC peuvent être combinés entre eux et on retiendra sur ce point comme particulièrement intéressant la combinaison du paramètre température avec celui de rayonnement. Il serait ainsi possible suivant l'invention, en combinant le paramètre température et le paramètre rayonnement, d'obtenir des courbes de variation du module d'élasticité en fonction de l'un de ces paramètres et notamment de la température différent de celui représenté sur la figure 1. On pourrait, également faire appel à un polymère à effet mémoire dont la température de transition vitreuse Tv serait inférieure à la température de la dentine du patient dans la mesure où, pour déclencher le passage d'un module d'élasticité supérieur E1v à un module d'élasticité supérieur Etc il est nécessaire en plus de l'élévation de température de soumettre le produit à un rayonnement ce qui présenterait d'une part l'avantage de ne pas avoir à soumettre le tenon dentaire à des températures relativement élevées et d'autre part d'améliorer la sécurité du maintien du tenon à l'intérieur du canal radiculaire même dans l'hypothèse où le tenon serait soumis à des températures plus importantes que la température de transition vitreuse prise en compte dans l'exemple représenté sur la figure 1. On décrira ci-après plusieurs exemples de mise en oeuvre de la présente invention. PREMIER EXEMPLE DE REALISATION On fera appel pour ce faire à des oligocaprolactones lm) dihydroxylés de masse moyenne en nombre 2000 et 10000 Da qui sont transformés en diméthacrylates par réaction avec le chorure de méthacryloyle. La formule chimique de ces oligomères est la suivante: CH2=C-CH3-C=O- [0- (CH2) 5-000-R] -0-C=0-CH3-C=CH2 Ces oligomères sont réticulés par voie chimique avec de l'acrylate de butyle par exemple, ce qui permet de faire varier la température de cristallisation des segments polycaprolactone mais aussi le module d'élastique E. Le polymère ainsi obtenu permet d'obtenir un module d'élasticité de l'état vitreux 100 fois plus élevé que le module de l'état caoutchoutique. Un tenon dentaire en matériau composite à partir de ces oligomères est réalisé en incorporant des fibres de quartz (composition en SiO2 >98%). Le procédé de pultrusion permet d'obtenir un profilé de section droite circulaire qui sera ensuite usiné pour donner un tenon de forme conique. Le matériau est rendu souple par chauffage à 70 C et peut être mis en forme à volonté. Des tenons dentaires pour la reconstitution des dents dépulpées sont ainsi réalisés. Le matériau recouvre sa caractéristique de rigidité originale lorsqu'on le refroidit par sa mise en place dans le canal radiculaire de la dent. SECOND EXEMPLE DE REALISATION Dans un second exemple de réalisation de la présente invention, on remplacera les fibres de quartz du tenon par des fibres en polypropylène de façon à obtenir un matériau plus élastique possédant une extension possible jusqu'à 50%. TROISIEME EXEMPLE DE REALISATION On pourra également faire appel pour constituer la matrice du tenon à des élastomères thermoplastiques, notamment des polyuréthanes à effet mémoire de forme. On sait que de tels polyuréthanes sont obtenus par condensation d'un macrodiol et d'un diisocyanate, l'augmentation de la masse moléculaire étant réalisée par addition d'un diol de faible masse. On sait que ces polymères sont caractérisés par deux transitions, à savoir celle du macrodiol (transition vitreuse ou cristalline) et celle de la phase rigide du polyuréthane du diol de faible masse. Ainsi les polycaprolactones-diols de masse comprise entre 2000 et 8000 Da agissent comme segment souple, condensent avec du diphényl diisocyanate en excès et le butane diol et agissent comme segment rigide assurant la stabilité de la forme intermédiaire. De tels polyuréthanes peuvent supporter des déformations temporaires de 100 à 600%. De telles déformations temporaires procurent un avantage intéressant, à savoir réduire au maximum le diamètre ou la section du matériau dans sa forme intermédiaire. Dans cet exemple de mise en uvre l'âme du tenon pourra être constituée de fibres de verre enrichies d'oxyde de zirconium. Les tenons en matériau composite ainsi obtenus peuvent se mettre en forme dans la phase intermédiaire ou temporaire à 55 C-65 C. La raideur initiale est recouvrée à une température de 30 C-35 C. Ils pourront être utilisés comme matériau renforçant un bridge en résine ou en composite. QUATRIEME EXEMPLE DE REALISATION Le tenon en matériau composite sera formé d'une âme réalisée en fibres de verre et d'une matrice en résine de type thermoplastique notamment en polyester saturé polybutylène téréphtalate (PBTP), polyoxyméthylène (POM), ou polyacrylique (PMMA), le procédé d'obtention étant préférablement la pultrusion. On a constaté que la température de transition vitreuse était de l'ordre de 60 à 75 C. REVENDICATIONS 1- Tenon dentaire à structure de type composite constitué d'une âme formée de fibres longues s'étendant 5 d'une extrémité à l'autre du tenon, qui est noyée dans une matrice rigide, caractérisé en ce que: - la matrice est constituée d'un polymère du type à mémoire de forme, à savoir un polymère présentant un état vitreux et un état caoutchouteux, la transition entre ces 10 deux états sous l'effet de la variation d'un paramètre, ou stimulus, étant rapide et le module d'élasticité à l'état vitreux étant au moins cinquante fois plus grand que le module d'élasticité à l'état caoutchouteux, - la valeur du stimulus pour laquelle le polymère passe d'un état vitreux à un état caoutchouteux se situe au delà, ou en deçà, de la valeur du paramètre correspondant à ce stimulus existant au niveau du tenon dans la bouche du patient suivant que l'état caoutchouteux se trouve au delà ou en deçà de l'état vitreux pour ce stimulus. 2- Tenon suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le degré de polymérisation du polymère est d'au moins 70%. 3- Tenon suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le stimulus est constitué d'une élévation de température, et la valeur du stimulus pour laquelle le polymère passe d'un état vitreux à un état caoutchouteux se situe au delà de la valeur du paramètre correspondant à ce stimulus existant au niveau du tenon dans la bouche du patient. 4- Tenon suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la température de transition vitreuse (TV) du polymère est voisine de 45 C. 5- Tenon suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le stimulus est constitué par l'application d'un flux, notamment lumineux, de longueur d'onde déterminée. 6- Tenon suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le stimulus est constitué par 10 l'application d'une variation de pH. 7- Tenon suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le stimulus est constitué par l'application d'une impulsion électrique. 8- Tenon suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le polymère du type à mémoire de forme est obtenu à partir d'oligocaprolactone aw dihydroxylé. 9- Tenon suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le polymère du type à mémoire de forme est obtenu à partir de polycaprolactone-diol de masse comprise entre 2000 et 8000 Da. 10- Tenon suivant la revendication 9 caractérisé en ce que le polymère du type à mémoire de forme est un polyuréthane à base de polycaprolactonediol.