Brevet FR2874498A1 — publié le 20060303

Elément d'obturation et d'ancrage dentaire préfabriqué en matériau composite radio opaque et translucide. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un élément d'obturation dentaire en matériau composite renforcé avec des fibres et des particules, et destiné à être collé dans une cavité dentaire ou à retenir les obturations coronaires. Etat de la technique Le document FR-A-2 588 181 décrit des éléments prothétiques et un tenon en matériau composite renforcé avec des fibres de résistance élevée. Le tenon peut être collé au moyen d'une colle photo polymérisable. Le document US-A-4.936.776 concerne un tenon translucide aux rayonnements lumineux. Le document FR-A-2726999 se rapporte à un tenon contenant des fibres conformées en guides de lumière. Ce tenon peut être muni d'une âme centrale, et la matrice à base de résine liant les fibres de renfort, est chargée de particules destinées à en modifier la pégosité, la viscosité, l'état de surface et la bio compatibilité. Le document FR-A-2 731 146 divulgue un tenon possédant une âme centrale réalisée par un réseau de fibres entourée d'une gaine. Le document FR-A-2 731 147 mentionne un tenon radio opaque en matériau composite comportant une âme centrale possédant des fibres transparentes aux rayons X, et une gaine externe en fibres radio opaques. Pour rendre un tenon radio opaque, il est connu d'inclure dans la matrice des particules radio opaques, notamment des particules de baryum d'une taille de 25Microm à 40Microm. Deux techniques sont ainsi utilisées pour rendre un tenon dentaire radio opaque: Une première technique utilisée dans un tenon en matériau composite, consiste à inclure des particules radio opaques, notamment de baryum, dans la matrice liant les fibres de carbone. L'inconvénient de cette technique est que ces particules micrométriques créent des inclusions dans la structure du tenon, abaissant d'une part les performances mécaniques du tenon, et d'autre part empêchant le passage du rayonnement lumineux à travers la structure. Le document US-A-4629746 divulgue un matériau composite dentaire radio opaque utilisant des particules de terre rares, par exemple l'ytterbium, de tailles situées entre 4Microm et 30Microm, particules microniques rendant partiellement le dit matériau opaque au rayonnement lumineux. Une deuxième technique consiste à utiliser des fibres radio opaques, possédant des caractéristiques mécaniques inférieures aux autres fibres, et étant incompatibles avec certaines matrices. Il est alors nécessaire de les mixer avec d'autres fibres plus résistantes. De plus, ces fibres ne permettent pas la conduction du signal lumineux dans la fibre. Les fabricants ont ainsi recherché un compromis entre la quantité de matrice résineuse, de fibres et de particules pour optimiser les performances mécaniques, les qualités optiques et la radio opacité des matériaux composites, avec pour résultat un matériau peu radio opaque, conduisant modérément le rayonnement lumineux et aux performances mécaniques moyennes. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à améliorer la fabrication d'éléments d'obturation dentaire en matériau composite radio opaque et translucide, et notamment de tenons radiculaires dentaires, pour obtenir une meilleure tenue mécanique tout en autorisant l'opacité permettant une radiographie. Les inventeurs ont constaté que lorsque l'épaisseur d'un matériau devient inférieure à la longueur d'onde d'un rayonnement incident émis par une lampe, ce matériau devient peu diffusant, typiquement pour une valeur voisine du quart de cette longueur d'onde. Une poudre de granulométrie comprise entre 95 et 200 nanomètres diffusera donc peu les longueurs d'ondes comprises entre 380 et 800 nanomètres, ce qui permet d'utiliser comme renfort dans un matériau composite, une charge non transparente sans nuire à la conduction lumineuse au travers dudit matériau. De plus, ces particules absorberont cinq à quinze fois plus de rayonnement X que les mêmes particules du même matériau en l'état de poudre micronique. A radio opacité égale, il est possible d'inclure dans un matériau composite renforcé avec des fibres, cinq à quinze fois moins de particules selon l'invention, et en conséquence d'inclure plus de fibres sans atteindre la limite d'incorporation de renforts dans un matériau composite. Les performances mécaniques et la radio opacité d'un tel matériau peuvent être augmentées sans nuire à la transmission lumineuse. Pour rendre un matériau composite radio opaque, c'est à dire non transparent aux rayons X, il n'est plus nécessaire d'utiliser des fibres radio opaques conduisant mal les signaux lumineux ou possédant des performances mécaniques inférieures. Etant donné que les particules de tailles comprises entre 95 et 200 nanomètres diffusent peu les longueurs d'onde comprises entre 380 et 800 nanomètres, le matériau selon l'invention est transparent à ces rayonnements lumineux, et cinq à quinze fois plus radio opaque qu'un matériau comportant des particules microniques. Description sommaire des dessins 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 schématique en coupe d'un tenon collé dans un canal dentaire, le tenon étant fabriqué avec un matériau composite selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'une obturation dentaire collée dans une cavité dentaire, l'obturation étant fabriquée avec un matériau composite selon l'invention ; - les figures 3 à 5 représentent des vues du tenon de la figure 1 avec différentes compositions et structures du matériau composite. Description d'un mode de réalisation préférentiel. En référence aux figures 1 et 2, on utilise un matériau composite comportant une matrice organique 10 à base de résine, des fibres 11 de renfort et des particules 12 pour constituer soit un tenon dentaire 13 (figure 1) destiné à être collé dans un canal 14 dentaire, soit une obturation dentaire 15 (figure 2) destinée à être collée dans une cavité dentaire 16. Le matériau peut se présenter sous une forme d'avant polymérisation ou bien entièrement polymérisé. La colle est polymérisable par amorçage photo chimique au moyen d'une lampe 17 émettant des radiations d'une longueur d'onde\ prédéterminée, notamment d'une valeur comprise entre 380 et 800 nanomètres. Lorsque le matériau se présente sous la forme d'un tenon dentaire 13 (figure 1), les particules 12 ont des tailles comprises entre 95 et 200 nanomètres. Les fibres 11 peuvent se présenter sous forme continue, discontinue, tissées, guipées, ou encore texturées. Les particules 12 renforçant le matériau peuvent ëtre élaborées à partir d'un matériau naturellement translucide, mais aussi à partir d'un matériau naturellement opaque aux rayonnements lumineux. La taille des particules 12 comprises entre 95 et 200 nanomètres rend les particules peu diffusantes, pour que le matériau soit transparent aux rayonnements lumineux. Le matériau selon l'invention conduit parfaitement les longueurs d'onde situées entre 380 et 800 nanomètres, et est renforcé avec une plus grande quantité de fibres 11 choisies pour leur haute résistance mécanique, et leur capacité à se comporter comme des guides de lumière. Il comporte cinq à quinze fois moins de particules que les matériaux connus de l'état de l'art. Il n'est donc pas nécessaire de renforcer le matériau avec des fibres radio opaques ayant des performances mécaniques faibles, et dont l'ensimage est mal adapté aux matrices utilisées en art dentaire, telles que UDMA, TEGMA, BisGMA. Sur la figure 3, le tenon 13 peut être constitué partiellement ou entièrement par le matériau selon l'invention. Selon la variante de la figure 4, une zone centrale 18 du tenon 13 est constituée d'un mélange de la matrice 10, de fibres 11 et de particules 12 d'une taille comprise entre 95 et 200 nanomètres, alors que le reste du corps du tenon comporte la matrice 10 et des fibres 11, mais pas de particules 12. Selon la variante de la figure 5, la zone centrale 18 du tenon 13 comporte un mélange de matrice 10 et de particules 12 d'une taille comprise entre 95 et 200 nanomètres, et le reste du corps du tenon renferme en plus de la matrice 10, des fibres 11, et des particules 12. Selon les figures 4 et 5, la zone centrale 18 du tenon 13 se comporte comme un fil traceur fortement radio opaque. D'autres combinaisons sont encore possibles dès lors qu'au moins un élément du dispositif comporte des particules 12 de tailles comprises entre 95 et 200 nanomètres. Le matériau selon l'invention peut être optimisé pour être collé par photo polymérisation dans une cavité dentaire par le rayonnement émis par des lampes 17 spécifiques. Par exemple, lorsque une lampe 17 LED est utilisée pour photo polymériser la colle ou le matériau, les particules 12 posséderont des tailles comprises entre 100 et 130 nanomètres, c'est à dire égales au quart de la longueur d'onde de 380 à 520 nanomètres du rayonnement émis par la lampe LED. En cas d'usage d'une lampe 17 à ultra violets, la taille des particules 12 est de l'ordre de 60 à 95 nanomètres. La taille des particules 12 est donc sélectionnée en fonction de la longueur d'onde utilisée par les moyens de photo polymérisation du produit de collage. Ainsi, un élément d'obturation dentaire translucide et radio opaque est construit spécifiquement pour être collé au moyen d'un produit de collage réagissant aux radiations émises avec un type de lampe spécifique, la taille des particules 12 étant déterminée pour avoir une valeur égale au quart de la valeur de la longueur d'onde émise par la lampe 17. Ces particules 12 absorbent 5 à 15 fois plus de rayonnement X que les particules du même matériau de base en l'état de poudre micronique. Avant leur incorporation dans la matrice organique 10, les particules 12 nanométriques de tailles situées entre 95 et 200 nanomètres subissent un traitement chimique de surface favorisant leur liaison avec la matrice organique 10 du matériau, et sont dispersées de façon homogène par des moyens spécifiques dans ladite matrice. Ce traitement chimique consiste en un traitement de surface des particules 12, par exemple une silanisation en milieu aqueux ou non aqueux. Revendications 1. Élément d'obturation dentaire en matériau composite destiné à être collé dans une cavité ou un canal dentaire au moyen d'un produit de collage polymérisable par amorçage photo chimique, ledit matériau renfermant une matrice (10) à base de résine, renforcée par des fibres (11) et des particules (12), pour être d'une part radio opaque, et d'autre part transparent aux rayonnements lumineux en constituant un conducteur de lumière, caractérisé en ce que les particules (12) sont élaborées à partir d'une matière de base naturellement opaque aux rayonnements lumineux, et que la taille des particules (12) est voisine du quart de la valeur de la longueur d'ondeAdu rayonnement nécessaire pour polymériser le produit de collage. 2. Élément d'obturation dentaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que les particules (12) ont une taille comprise entre 95 et 200 nanomètres. 3. Élément d'obturation dentaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau est conformé en tenon (13) dentaire. 4. Élément d'obturation dentaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tenon (13) comporte des particules (12) de 95 à 200 nanomètres dans toute sa structure. 5. Élément d'obturation dentaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tenon (13) comporte au moins une zone partielle (18) renfermant des fibres (11) et des particules (12) de 95 à 200 nanomètres. 6. Élément d'obturation dentaire selon la revendications 3, caractérisé en ce que le tenon (13) comporte au moins une zone partielle (18) renfermant des particules (12) d'une taille comprise entre 95 et 200 nanomètres. 7. Élément d'obturation dentaire selon la revendications 1, caractérisé en ce que le matériau se présente dans un état d'avant polymérisation.