Brevet FR3036945A1 — publié le 20161209

Ensemble constitué d'un implant dentaire et d'un élément de fixation autobloquant à structures poreuses hétérogènes et son procédé de fabrication. Description Ensemble d'un implant dentaire et d'un élément de fixation, lequel implant dentaire comporte un corps interne agencé de forme allongé ressemblant sensiblement à une racine de la dent, lequel élément de fixation comprend une structure poreuse hétérogène assurant la croissance osseuse, ledit élément de fixation comprend un dispositif autobloquant L'implant est l'infrastructure généralement métallique destinée à soutenir une prothèse dentaire. Il permet de remplacer les piliers naturels que sont les dents, par des piliers mécaniques, placés soit dans l'os mandibulaire, soit dans l'os maxillaire. L'essentiel dans la pose d'un implant dentaire est d'obtenir un blocage immédiat dans l'os. Une mobilité même faible de l'implant dans l'os entraîne à terme un rejet, une faible disparité entre l'implant et l'os peut entrainer une résorption osseuse. Les techniques actuelles de fabrication d'implants dentaire sont des techniques traditionnelles d'usinage, en général d'une tige filetée. L'implant ainsi réalisé a une surface lisse et brillante. Une fois l'implant introduit dans l'os, une bague taraudée ou vis est mis en place sur la partie extérieure qui est en général une tige filetée. Sur ladite bague taraudée ou vis, est fixée par un ciment la prothèse dentaire. Les principales causes du rejet des implants dentaires sont la mobilité de l'implant (même faible) et la résorption osseuse due en général à l'état de surface de l'implant. L'état de la technique peut être défini par deux catégories de brevets : Des brevets d'implants réalisés par usinage, citons le brevet de Jean-Marc JUILLET déposé le 12 juin 1972 sous le No. 72 21113 et publié le 2 janvier 1974 sous le No. 2.188.445 Les brevets d'implants réalisés par fabrication additive (impression 3d), nous citrons le brevet de l'université de Liverpool déposé le 9 juin 2010 sous le numéro W02010146383A1. Ce brevet décrit un implant dentaire réalisé par fabrication additive, où un procédé de fabrication par fusion sélective laser est longuement expliqué, mais il n'apporte aucune solution aux problèmes du blocage de l'implant à la mise en bouche. D'autres brevets qui traitent des traitements de surface pour l'oséo intégration, nous citons le brevet de Zimmer Dental « Dental implant with improved osseointegration features » dépose le 30 aout 2006 sous le numéro US807512 B2. Le brevet de Conformis Inc. « Devices and methods for additive manufacturing of implants components" déposé le 13 avril 2013 sous le numéro WO 2013155500 Al Le brevet de Eric Jones « Laser produced porous surfaces » dépose le 6 décembre 2005 sous le numéro US20070142914. Le brevet de Howmedica Osteonics Corp. « Laser produced implants » dépose le 29 décembre 2006 40 sous le numéro US20080004709 Tous ces brevets décrivent des moyens et méthodes de traitement de surface ou une façon de dépôt d'endospores de Tantale par la méthode de dépôt chimique sous forme vapeur, la porosité obtenue est en moyenne de 35% et l'inter connectivité est partielle. 3036945 2 5 Plusieurs publications traitent du sujet de la fabrication additive d'implants dentaire, les plus pertinentes des publications sont : « Direct Metal Laser Sintering Titanium Dental Implants : A Review of the current Literature » publiée le 01 decembre 2014 dans International Journal of Biomaterials. « Histomorphometric Evaluation of Direct Laser Metal Forming (DLMF) Implant Surface in the Type 10 IV Bone: A Controlled Study in Human Jaw" Publié le 25 juillet 2013 dans la revue POSEIDON Journal « Fabrication of Bioactive Porous Ti Metal with Structure Similar to human Cancellous Bone by Selective Laser Melting" Publié le 2 decembre 2010 dans la revue BDA Bioceramics Development and Applications. Toutes les publications s'accordent sur les avantages indéniables de la réalisation d'implants dentaires 15 par fabrication additive dans des matériaux bio compatibles de type Ti6AI4V dans différents grades. La fabrication additive et pour certaines technologies additives précisément (SLM, EBM, SLA) présentent plusieurs possibilités de contrôle de la géométrie, de la porosité, de l'inter connectivité et l'architecture 3D par des changements dans les paramètres de fabrication, citons les principaux paramètres pour la 20 technologie de fusion laser sélective: - la puissance des lasers - la vitesse de scan - le diamètre du spot - la stratégie de parcours du laser 25 - le recouvrement entre deux point de fusion - l'épaisseur des couches de la poudre Le procédé de fusion laser sélective de poudre métallique en terminologie anglaise « Selective Laser Melting(SLM), la dénomination SLM sera maintenue dans tout le texte du brevet. SLM est un procédé utilisé pour la fabrication de composants complexes en trois dimensions à partir de 30 poudres de métal, de céramique ou poudres polymère. La technologie est mature et déjà utilisée dans l'industrie aéronautique et le médical pour fabriquer des composants complexes présentant de hautes densités et homogénéité. Nous citons un des premiers brevets de l'institut Fraunhofer en Allemagne, déposé le 27 oct. 1997 sous le numéro W01998024574A1, qui décrit le procédé SLM d'une façon plus précise. 35 La présente invention décrit un système et son procédé par fabrication additive d'implants dentaire à structures poreuses hétérogènes et autobloquants qui apporte avantageusement une double réponse aux problèmes inhérents à l'implantologie dentaire à savoir l'oséo-intégration et la mobilité de l'implant lors de sa pose. Pour cela la présente invention propose un implant dentaire autobloquant à structures poreuses hétérogènes. Ladite structure présente une porosité comprise entre 30% et 80%, une taille des pores comprise entre 100pm et 500pm et une distribution des pores comprise entre 500 et 700 pm avec une inter connectivité totale. Dans un mode préférentiel la porosité comprise entre 60% et 70 %, la taille des pores comprise entre 200pm et 300pm avec une distribution de la porosité comprise entre 100 et 600 pm et une inter connectivité totale Ses paramètres sont proches des caractéristiques de l'os humain dans la maxillaire et la mandibule. L'implant dentaire décrit dans la présente invention est composé d'un corps central qui représente la racine ancrée dans l'os de la mâchoire, la tête de l'implant peut être arrondie, plate, creuse, ou de tout forme particulière pour recevoir le pilier prothétique, dans un autre mode de réalisation l'implant peut être solidaire du pilier implantaire. La réalisation en une seule pièce de l'implant et du pilier prothétique se fera par fabrication additive, des angleS de courbure particuliers entre l'implant et le pilier sont calculés suite à un traitement numérique des images tridimensionnelles de la morphologie de la mâchoire. 3036945 3 5 Un revêtement à structures poreuses hétérogènes de forme hélicoïdale pour certains implants à filetage mais ce revêtement peut être de différentes formes et géométries qui viennent en habillage d'une partie ou la totalité de l'implant dentaire. De préférence dans la partie de l'implant dentaire au contact avec l'os. L'implant dentaire et son élément de fixation sont réalisés par empilement de couches de poudre métallique ou non métallique, fusionnés sélectivement, dans le cas de poudre métallique d'alliage de 10 titane/aluminium/vanadium l'épaisseur des couches est généralement de 30pm. Une des techniques de fabrication additive sélectionnée pour notre exemple est la technologie SLM, ce mode de réalisation n'est pas limitatif, d'autres technologies de dépôt peuvent être déployé. Le fichier numérique de l'implant dentaire est réalisé par un logiciel de conception en trois dimensions soit selon des modèles et normes standards ou soit selon un mode de réalisation particulier: dans ce 15 cas, la forme de l'implant dentaire à savoir sa hauteur, sa section basse, sa section haute sont déterminés de manière plus précise. Dans un autre mode de réalisation, l'implant dentaire peut avoir la forme exacte de la dent, ce mode est privilégié dans le cas de remplacement d'une dent juste après son extraction. L'élément de fixation est prédéfini avec une épaisseur particulière comprise entre 1 et 2 mm du corps 20 central de l'implant, dans un mode préférentiel l'épaisseur est comprise entre 0.8 mm et 1.5 mm L'élément de fixation est formé par une structure poreuse. Plusieurs formes de porosités peuvent être sélectionnées avec la possibilité de définir les zones de répartition des pores de différentes tailles. La structure poreuse formant l'élément de fixation présente une porosité comprise entre 30% et 80%, une taille des pores comprise entre 100pm et 500pm et une distribution des pores comprise entre 500 25 et 700 pm avec une inter connectivité totale. Dans un mode préférentiel la structure poreuse présente une porosité comprise entre 60% et 70 %, la taille des pores comprise entre 200pm et 300pm avec une distribution de la porosité comprise entre 100 et 600 pm et une inter connectivité totale. La cellule de base ou cellule unitaire est de forme géométrique en trois dimensions (x,y,z) ,la cellule unitaire est formée par au moins trois arêtes avec une ouverture d'angle d'au moins 10° , et la cellule 30 unitaire peut être de forme régulière ou irrégulier en forme de pyramide, tétraèdre, cubique, octaèdre, icosaèdre, dodécaèdre et sans limitation de forme. Dans un mode de réalisation préférentiel, la cellule unitaire sera de forme dodécaèdre renforcée. Dans un autre mode de réalisation, la cellule unitaire est formée de 12 arêtes avec des angles d'ouverture des arêtes de 30° par rapport à l'axe vertical ou l'axe de construction. Les arêtes peuvent 35 être régulières ou irrégulières selon la densité du maillage et la porosité voulue. Le matériau utilisé pour la réalisation d'un tel implant est un matériau biocompatible de métal pur ou d'alliages métalliques de type Chrome cobalt, tantale, niobium, des composés métallo céramique ou organo-metal ou organo céramique ou une combinaison organo céramique métal. Pour la réalisation de l'implant central, deux alliages de matériaux ont été utilisés 40 un alliage Titane Aluminium vanadium Ti6AI4V de grade 23, avec un taux d'oxygène REVENDICATIONS: 1- Ensemble comprenant un implant dentaire et un élément de fixation, caractérisé en ce que l'implant dentaire comporte un corps interne agencé de forme allongé ressemblant sensiblement à une racine de la dent, et en ce que l'élément de fixation comprend une structure poreuse 10 hétérogène assurant la croissance osseuse, ledit élément de fixation comprend un dispositif autobloquant. 2- Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de fixation comporte une structure hétérogène présentant une porosité comprise entre 60% et 80%. 15 3- Ensemble suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de fixation comporte une structure présentant une épaisseur comprise entre 0.8mm et 1.5mm. 4- Ensemble suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de fixation 20 comporte une structure présentant des tailles de pores comprise entre 200pm et 300pm. 5- Ensemble suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de fixation comporte une structure présentant une distribution de la porosité comprise entre 100pm et 600pm. 25 6- Ensemble suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de fixation est formé par un multiple d'une cellule unitaire, la dite cellule unitaire est formé par au moins trois arêtes et des angles d'ouvertures d'au moins 10°. 7- Ensemble suivant rune des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit implant dentaire 30 possède soit une géométrie cylindro-conique, soit la forme morphologique de la dent. 8- Ensemble suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit implant est fabriqué soit en métal, soit en céramique, soit en un matériau composite, soit en matériau binaire titane zircone ou en une combinaison de ces matériaux, et en ce que ledit élément de fixation est 35 fabriqué soit en métal, soit en un matériau composite, soit en un matériau binaire titane zircone, soit un matériau à mémoire de forme nickel/titane ou en une combinaison de ces matériaux. 9- Procédé de fabrication de l'ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est effectué par empilement de couches de poudres métalliques ou non métalliques, 40 fusionnées sélectivement par concentration d'une source d'énergie. 45