Prothèse dentaire (62) : céramique zircone

Nos premières réalisations de céramiques sur zircone datent de 2003, cela représente aujourd'hui des milliers d'éléments en bouche.

Il faut  discerner 2 familles de couronnes  zircone:

En premier lieu la céramique sur zircone : Il s’agit de stratifier des poudres de céramique cosmétique sur une armature zircone. 

D'autre part la zircone anatomique monobloc (full zircone), cette dernière comme son nom l’indique est  usinée dans sa forme définitive.

Vous pourrez lire à la suite une rubrique technique concernant la zircone.

Nous proposons différents niveaux de finitions.

Pour la céramique sur zircone stratifiée  nous pouvons les réaliser en trois niveaux de finitions:  CIV, ou « ECO » ou encore « CLASSIQUE ». Vous trouverez la description précise à la rubrique "Description céramique"

  En ce qui concerne les zircones anatomiques monoblocs nous vous proposons la zircone anatomique semi-translucide  et 3 versions de zircone hautement translucide, de différentes résistances à la flexion, que nous appelons "zircone anatomique esthétique" en teinte Vita classic.

Un peu de technique...

Faut-il privilégier la céramique sur zircone ou sur di-silicate.

Deux cas de figures sont à envisager :

1) Les couronnes pleines : zircone ou di-silicate anatomique monobloc.

Si le but  est le remplacement des couronnes coulées métalliques, la demande ne sera pas axée vers une intégration esthétique (respect de la teinte) sans reproche. Une zircone anatomique n'a pas vocation à concurencer une céramique statifiée sur zircone au niveau du rendu esthétique.

La zircone anatomique, dans sa version de base, est donc une proposition trés judicieuse face à la couronne coulée métallique. De part sa dureté et son absence totale de porosité, la zircone est deux fois moins abrasive que l'émail naturel. Les dents antagonistes sont ainsi préservées. D'autre part sa mise en oeuvre plus simple et le coût du matériau moins élevé que le Di-silicate de lithium, permettent une tarification identique à une prothèse métallique.

Le di-silicate de Lithium aura pour avantage une meilleure diffraction de la lumière et offre donc une meilleure sensation de profondeur. Il souffre en contre partie de caractéristiques mécaniques nettement moins flatteuses: 340 Mpa de résistance à la flexion et surtout d'une abrasivité nettement plus élevée.

L'arrivée d'une zircone hyper-translucide, certes aux performances mécaniques moins élevées que les zircones conventionnelles, de 720 à 800 MPa de résistance à la flexion contre 1200 à 1400 MPa pour les zircones semi translucides, sont d'une translucidité trés proche du Di-Silicate. Elles  offrent un rendu très flatteur, ceci pour une tarification  inférieure à ce dernier.

Nous vous proposons une zircone hautement translucide à 1000 Mpa à la flexion, apropriée à la confection de bridge.

2) Les couronnes stratifiées sur zircone.

Comme en céramo-métal, il s’agit de céramiques cosmétiques appliquées sur une infrastructure en zircone.

Les zircones semi-translucides apparues sur le marché dans les années 2010 ont très nettement améliorées le rendu esthétique des céramiques sur zircone. En effet il était reproché à ce matériau sa forte réfraction de lumière, nuisible surtout dans le cas de reconstitutions assez fines.Il en résultait un aspect général manquant de profondeur, écrasé par un excès de lumière, tel une photo surexposée. L’évolution vers les zircones translucides, associé à un choix judicieux de la couleur support, a considérablement atténué ce problème. Aujourd'hui les résultats sont équivalents aux céramiques sur di-silicate, voir supérieurs. Les performances mécaniques de la zircone nettement plus élevées de celles du di-silicate ne rendent pas obligatoire le collage pour la mise en place.

Le point sensible de la céramique sur zircone est bien la cuisson du cosmétique. L'inertie thermique de la zircone impose non seulement des programmes de cuissons particuliers, qui ne seront pas dévoilés ici, mais aussi une architecture des armatures alliant  robustesse,  soutien de la céramique, à un volume raisonablement mesuré.

Le champ d’application de céramique sur zircone est nettement plus large. Unitaires, couronnes jumelées, bridges de grandes portée, abutment…Les bridges collés sont possibles  (collage avec BISICO All bond…)

Le Di-silicate demeure incontournable pour les jackets de faible épaisseur, les facettes et inlays. Toutefois le composite micro-chargé reste la meilleure indication (vitesse d'abrasion et dureté idéale) pour les inlays. Il est préférable de se limiter à ces applications et de considérer les éléments jumelés ou les petits bridges comme très risqués.

Les céramiques cosmétiques appliquées sur ces deux matériaux sont bien souvent identiques et compatibles avec ces deux supports.

3) Zircone monobloc

L’avantage décisif des couronnes monobloc zircone est donc leur faible abrasivité. En effet tout matériau céramique, qu’il soit cosmétique, Di-silicate de lithium et zircone, n’ont aucune faculté d’amortissement des charges occlusales. Le Di-Silicate de Lithium est plus abrasif car moins dense.

La zircone monobloc se décline en 4 finitions:

Zircone Anatomique : Usinée dans une zircone translucide de haute qualité elle est disponible en  teintes: VITA CLASSIC de A1 à D4. Le rapport qualité/prix est imbattable puisque proposé à un tarif inférieur à celui d’une couronne coulée métallique. Il n'est pas possible de considérer ce type de prothèse en remplacement de céramiques stratifiées. Il s'agit de remplacer les couronnes coulées métalliques. L'intégration en terme de correspondance de teinte n'est absolument pas le but de ces reconstitutions. Les changements de teintes sont refacturés.

Zircone anatomique esthétique, elles sont de 3 types :

1- Zircone hautement translucide colorée par infiltration au laboratoire. La résistance à la flexion est de 720 Mpa, soit le double du Di- silicate de Lithium. L'indice de translucidité est de 70. Teintes vita A1 à D4.

2- Zircone hautement translucide multi couches, 800 Mpa. Le fabricant intégre un dégradé dentine inscisal ainsi que les pigments de couleurs. Disponible en teintes A1, A2, A3, A3,5, B2, C2, D3. L'indice de translucidité est de 80, idem au di silicate de lithium.

3- Zircone translucide Haute Résistance à 1000 Mpa. Possibilité de bridges et conseillée pour les postérieures. Teintée par infiltration, indice de translucidité 60 et teintes de A1 à D4.

 

Les rendus de teintes ne concurrencent pas ceux  de céramiques statifiées, les exigences ne peuvent être du même niveau, hormis zircone multi couches.

 

 

Ci-dessus: zircones statifiées

Ci dessus  jacket (21) et facette (11) sur armature Di silicate de lithium.

Inlay composite

Zircones anatomiques esthétiques (ci dessous).

Abrasivité de la zircone:

Zircone polie sur 200 000 cycles: 0,1 mm3    sur 400 000 cycles: 0,2 mm3

Email naturel sur 200 000 cycles: 0,25 mm3  sur 400 000 cycles: 0,48 mm3

Porosité de la zircone: 0

Etude John Burgees, Birmingham Alabama

Charge à la rupture:

Test sur machine Instrom

Céramique feldspathique: 1.179 N                      Zircone: 3.932 N

Collage, résistance au cisaillement:

Zircone: 26.9 Mpa    Di silicate de lithium:32.8 Mpa    Composite: 46.8 Mpa

Céramique vitreuse: 21.5 Mpa

Données Bisico (All Bond)

 

 

Ci-dessus zircones "anatomique esthétique plus" 720 Mpa.

D'où provient la zircone ?

C'est de la Baddeleyite : Joseph BADDELEY fut le premier à attirer l'attention sur ce minéral en 1892 au Sri Lanka. La Baddeleyite est un minéral rare (sous forme de graviers) d'oxyde de zirconium ou Zircone (ZrO2), de système cristallin monoclinique prismatique, qui est un produit instable.

La zircone fait partie de la famille des céramiques technique.

La zircone est partiellement stabilisée pour la fabrication de poudres, qui seront ensuite préparées en blocs : Y-TZP, sous leurs formes CIP post-frittées ou HIP denses. Plus simplement il existe deux types de blocs zircone pour le dentaire : l'une est dure car frittée, c'est la zircone HIP (Hot Isostatic Pressure), l'autre est tendre car seulement pré-frittée, c'est la Y-TZP (Yttria-Tetragonal Zirconia Polycristal). Cette dernière est aujourd'hui la plus utilisée car beaucoup plus facile à usiner. Elle est fraisée 30 % plus volumineuse pour compenser la rétraction due au frittage, traitement thermique entre 1450° et 1530° qui est effectué dans un four de sintérisation pour obtenir sa résistance mécanique et sa bonne dimension.

La zircone est ainsi formée d'un mélange de deux types de cristaux de formes différentes : les cristaux monocliniques et les quadratiques. Il faut une majorité de cristaux quadratiques pour stabiliser la zircone. La transition de la phase monoclinique vers une phase quadratique se fait par apport d'énergie, avec une augmentation de volume de 3 %. Dans la zircone non stabilisée cette transition est réversible. Il persiste malgré tout des cristaux non stabilisés qui retrouvent une forme monoclinique avec une perte de volume de 3 %. Ceci crée des contraintes internes au sein du matériau. Mais le renforcement se fait de la manière suivante : lorsque l'énergie d'une fissure rencontre un cristal monoclinique, ce dernier consomme cette énergie pour se transformer à nouveau en quadratique, l'énergie chute ou s'annule. Selon la concentration d'Yttrium et le degré de stabilisation (répartition entre les phases monocliniques et quadratiques), les courbes et les coefficients de dilatation thermique varient quelque peu. L'incorporation de pigments (coloration des armatures) affaiblit légèrement le matériau, lui faisant perdre environ 10 % de sa résistance à la flexion.

La stabilisation de la zircone a nécessité de longues recherches. Aujourd'hui encore, les ingénieurs ne sont pas tous d'accord sur les protocoles, les réactions physiques, qui découlent du travail sur  zircone. Il existe des points de vue diamétralement opposés.

Ci-dessus: usinage de zircones avant et aprés syntérisation.

Lexique

Cristaux monocliniques : de formes parallélépipédiques à la base carrée, seuls les angles de la base sont à 90°.

Cristaux quadratiques : de formes parallélépipédiques à base carrée, tous les angles sont à 90°. Il existe bon nombre de zircones : YSZ, Y-TZP, PSZ, CIP, HIP.

Zircone CIP : Cold Isostatic Pressure partiellement frittée, on l'appelle aussi zircone tendre, elle est densifiée par sintérisation après usinage avec une perte de volume de 20 à 30 %.

Zircone Y.TZP : la stabilisation partielle maintient à température ambiante des cristaux quadratiques associés à des cristaux monocliniques (tendre).

Zircone HIP : zircone dure obtenue par pression à chaud (dure).

Zircone YSZ : Yttria Stabilised Zirconia, totalement stabilisée contenant plus de 8 % d'Yttrium,

Céramique stratifiée sur zircone.

Bridge "anatomique esthètique plus".