La dentisterie moderne a connu une évolution significative avec l'avènement des résines composites. Ces matériaux offrent une alternative esthétique aux restaurations traditionnelles, permettant aux praticiens de restaurer les dents endommagées tout en préservant leur apparence naturelle. Cependant, malgré leurs nombreux avantages, les résines composites présentent des défis, notamment la contraction de polymérisation. Cet article explore en profondeur les causes et les conséquences de cette contraction, ainsi que les stratégies pour minimiser ses effets négatifs.
Introduction à la Dentisterie Adhésive et aux Composites
La dentisterie adhésive a révolutionné les soins dentaires, offrant des solutions esthétiques, conservatrices et biocompatibles. Les systèmes adhésifs amélo-dentinaires jouent un rôle crucial en formant un joint collé entre les tissus dentaires calcifiés et les matériaux de restauration. Ces biomatériaux d'interfaces contribuent à l'essor de techniques qui étaient inimaginables auparavant.
Les résines composites sont devenues un matériau de restauration populaire et polyvalent en dentisterie moderne. Elles combinent une matrice organique à base de résines (Bis-GMA ou UDMA) avec des charges inorganiques (verre, silice ou zircone) et un agent de liaison assurant l'adhérence. L'équilibre de ces composants détermine les propriétés mécaniques, esthétiques et de manipulation du matériau.
Les Systèmes Adhésifs Amélo-Dentinaires : Une Interface Complexe
Le succès en dentisterie adhésive est souvent synonyme de restaurations durables. Cependant, il y a des preuves substantielles que cet objectif idéal n'est pas toujours atteint. Les recherches actuelles visent à augmenter la durabilité des liaisons et interactions entre l'adhésif et les tissus dentaires.
La Couche Hybride : Un Entrelacement de Polymères
La couche hybride est un entrelacement de deux types de polymères : les fibres de collagène de la matrice dentinaire, polymère d’origine naturelle d’une part, et les macromolécules de l’adhésif, polymères de synthèse d’autre part. L’imprégnation des protéines dentinaires par la résine rend la couche hybride acido-résistante.
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Une zone hybride de bonne qualité, non dégradable, pourrait être une protection de la dentine intacte sous-jacente et se révéler potentiellement cario-résistante. Les brides résineuses intracanaliculaires (ex. : résine adhésive ayant polymérisé à l’intérieur des canalicules dentinaires) participent, comme la couche hybride, à l’adhésion dentinaire sans que l’on puisse dire lequel des deux phénomènes est dominant.
Défis Liés à l'Adhésion Dentinaire
La formation d’un joint réellement étanche au contact de la dent reste actuellement un problème à résoudre. Cela tient en premier lieu à la complexité des substrats que l’on rencontre en clinique. Même si la pénétration de l’adhésif peut, dans certains cas, apparaître matériellement complète, la qualité de l’hybridation n’est pas nécessairement bonne.
Contraction de Polymérisation : Un Défi Majeur
Pendant sa polymérisation, la résine composite se contracte entre 1,5 à 5 % en volume. Cette contraction de prise peut être à l’origine de déchirures plus ou moins étendues et profondes au niveau du joint collé avec la création de hiatus et de percolation.
Causes de la Contraction de Polymérisation
Le retrait de polymérisation des résines composites à base de matrice acrylique est inhérent à la réaction de polymérisation elle-même et dépend de leur composition chimique, de la fraction volumique des charges et du degré de conversion (mesure du degré de polymérisation) lors de la polymérisation qui n'est jamais totale et uniforme. En principe, un pourcentage élevé de charges diminue le retrait de polymérisation à cause de la réduction du pourcentage de matrice résineuse.
Facteurs Influençant la Contraction
Plusieurs facteurs influencent la contraction de polymérisation, notamment :
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- Composition chimique de la résine : Différents monomères ont des taux de contraction différents.
- Fraction volumique des charges : Un pourcentage élevé de charges inorganiques réduit la quantité de matrice résineuse et, par conséquent, la contraction.
- Degré de conversion : Un degré de conversion plus élevé réduit la quantité de monomères non polymérisés, diminuant ainsi la contraction potentielle.
Conséquences Cliniques de la Contraction de Polymérisation
Les contraintes mécaniques apparaissant pendant et après la phase de polymérisation s’exercent simultanément dans les tissus minéralisés, dans le matériau et à l’interface entre les deux. Ces contraintes peuvent avoir de mauvaises conséquences cliniques :
- Flexion des cuspides allant jusqu’à des fractures des limites amélaires
- Sensibilités post-opératoires
- Formation de hiatus périphériques
- Micro-fuites (infiltration de bactéries)
- Caries secondaires
Stratégies pour Minimiser la Contraction de Polymérisation
Plusieurs stratégies peuvent être utilisées pour minimiser les effets de la contraction de polymérisation :
- Technique d’incrémentation : Appliquer le composite en couches fines pour réduire le stress de contraction.
- Utilisation de composites bulk-fill : Ces matériaux permettent une application en couches plus épaisses, réduisant le nombre d'interfaces et le stress de contraction.
- Adhésifs de dernière génération : Ils offrent une meilleure adhérence et réduisent les micro-fuites.
- Utilisation de composites fluides : Appliquer une couche de composite fluide comme première couche pour créer une couche élastique qui absorbe les contraintes.
- Choix de composites à faible contraction : Certains composites sont formulés pour avoir un taux de contraction plus faible.
L'Importance du Facteur C
Le facteur de configuration cavitaire (facteur C) - rapport entre surfaces adhésives et surfaces libres - influence directement l’intensité du stress généré. Un facteur C élevé (plus de surfaces adhésives que de surfaces libres) augmente le stress de contraction.
Dégradation du Joint Collé : Un Problème de Durabilité
Hashimoto et al. ont décrit deux types de dégradation de la partie résineuse de la couche hybride obtenue avec un adhésif M&R. Après conservation d’échantillons en milieu hydrique pendant un an, ces auteurs décrivent une désorganisation des fibres de collagène et une hydrolyse de la résine contenue dans les espaces inter- fibrillaires au sein de la couche hybride, se caractérisant par une diminution des valeurs d’adhérence dentine/adhésif.
Hydrolyse de la Résine
Le processus d’hydrolyse, considéré comme le principal facteur de la dégradation de la résine au sein de la couche hybride, se caractérise par une rupture des liaisons covalentes esters unissant les chaînes de polymères résineux. Ce processus concourt à la diminution des valeurs d’adhérence dentine/adhésif au cours du temps.
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Ce processus d’hydrolyse est en relation avec des possibilités d’absorption hydrique constatées avec certains systèmes adhésifs. L’absorption hydrique est à l’origine d’une diminution du module d’élasticité de la résine qui contribue à la réduction des valeurs d’adhérence à la dentine, indépendamment du processus d’hydrolyse de la résine.
Nano-Fuites et Nano-Porosités
Avec les adhésifs de type M&R, on observe un différentiel entre l’épaisseur de tissu déminéralisé et l’épaisseur de l’infiltration de la résine. Cela se traduit par des défauts à la base de la couche hybride, source de nano-fuites (ou nano-porosité).
Les adhésifs de type SAM contiennent une grande quantité de monomères hydrophiles en comparaison avec les adhésifs de type M&R, ce qui leur confère un grand degré de perméabilité après polymérisation. La couche hybride et la couche de résine sus-jacente se comportent alors comme une membrane semi- perméable qui permet des mouvements hydriques au sein de l’interface dentine/adhésif.
Des études menées ont permis d’objectiver deux modes de nano-porosités : un mode réticulé et un mode punctiforme. Le mode réticulé se caractérise morphologiquement par une arborescence de zone hydrique ; le mode punctiforme observé à l’intérieur de la couche de résine se caractérise par des microdomaines de résine composés de groupes fonctionnels hydrophiles et/ou acides entourés par des domaines adjacents plus hydro-phobes.
Rôle des Métalloprotéases (MMPs)
Des études ont démontré la responsabilité des métalloprotéases (MMPs) endogènes sur la dégradation des fibres de collagènes, mal imprégnées de résine, au sein de la couche hybride. Les MMPs sont des enzymes intervenant dans le métabolisme de certains composants de la matrice extra-cellulaire. Dans le domaine odontologique, ces enzymes sont particulièrement connues pour leur implication dans la dégradation de la matrice dentinaire au cours du processus carieux.
L’utilisation d’un adhésif M&R sur la dentine peut potentialiser la voie de dégradation du collagène. En effet, l’acide orthophosphorique utilisé avec les systèmes adhésifs M&R élimine l’hydroxyapatite de la dentine, protection naturelle du collagène.
Inhibition des MMPs
La chlorhexidine, un puissant agent antimicrobien, inhibe efficacement les MMP-2, -8 et -9, et les cathepsines. En 2004, une première étude a démontré de façon convaincante son efficacité à inhiber l’activité collagénolytique des métalloprotéases dentinaires.
La chlorhexidine peut être utilisée selon trois principes : incorporée dans l’agent de mordançage acide qui est ensuite rincé ; incorporée dans l’adhésif ou encore appliquée directement en solution (solution aqueuse de chlorhexidine dont la concentration est comprise entre 0,2 % et 2 %) sur la dentine après mordançage.
Adhésifs Universels : Une Solution Prometteuse ?
L’utilisation d’adhésif universel contenant un monomère fonctionnel pourrait être intéressante pour le clinicien (ex. : Scotchbond Universal 3M, Adhese Universal Ivoclar, All Bond Universal Bisico, Optibond Universal Kerr, G Premio Bond GC, Clearfil Universal BondQuick Kuraray, Peak Universal Ultradent, Prime & Bond Active Dentsply Sirona, Iperbond Ultra Itena, Solo Bond Plus Voco…). Le principal monomère fonctionnel est le 10-MDP. Ce monomère peut lier des interactions avec le collagène et se lie efficacement à l’hydroxyapatite (liaisons phosphate/calcium).
Parmi les monomères fonctionnels, le 10-MDP semble le plus efficace pour créer des liaisons ioniques fortes avec l’hydroxyapatite, formant ainsi des sels calciques de 10-MDP stables qui contribuent à la durabilité du collage.
Biocompatibilité des Composites Dentaires
La biocompatibilité pulpaire des adhésifs et des résines composites est fonction de la nature et de la stabilité chimique des matériaux après polymérisation, ainsi que de l'étanchéité des restaurations réalisées. Dans l'idéal, les matériaux ne devraient contenir aucun composant cytotoxique. Par rapport aux matériaux plus anciens, la biocompatibilité pulpaire des adhésifs et composites dentaires actuels s'est nettement améliorée. Cette amélioration est directement liée à la capacité élevée d'adhérence et à l'étanchéité de ces matériaux.
Classification des Résines Composites
Il existe une variété de résines composites, chacune ayant des propriétés et des indications spécifiques. Elles sont classées selon la taille des charges, la méthode de polymérisation et leur utilisation.
Classification selon la Taille des Charges
Les résines composites sont classées selon la taille des particules de charge, influençant les propriétés mécaniques, l’esthétique et la manipulabilité.
- Macrofill (obsolètes) : Particules de charge grosses (10-100 μm). Résistants à l’usure, mais esthétique médiocre et difficiles à polir.
- Midifill : Particules de charge moyennes (1-10 μm). Bon compromis entre résistance et esthétique.
- Minifill : Petites particules de charge (0.1-1 μm). Bonne esthétique, mais moins résistants à l’usure.
- Microfill : Particules de charge fines (0.01-0.1 μm). Excellente esthétique et faciles à polir, mais moins résistants à l’usure et faible résistance à la fracture.
- Hybrides (micro-hybrides, nano-hybrides) : Mélange de particules de différentes tailles. Bon équilibre entre résistance, esthétique et manipulabilité. Les nano-hybrides contiennent des nanoparticules (1-100 nm), améliorant leur résistance à l’usure et leur esthétique.
- Nanocomposites : Uniquement des nanoparticules. Excellente esthétique, bonne résistance à l’usure et faible contraction de polymérisation.
Classification selon le Mode de Polymérisation
Les composites sont classés selon leur mode de polymérisation : autopolymérisables, photopolymérisables et à double polymérisation.
- Autopolymérisables (moins courants) : Durcissent par réaction chimique. Temps de prise limité et moins esthétiques.
- Photopolymérisables (les plus utilisés) : Durcissent par la lumière bleue. Temps de prise contrôlable et meilleure esthétique.
- Dual-cure (combinaison des deux) : Combinaison des deux méthodes. Utilisés pour les restaurations profondes.
Classification selon l'Utilisation
De plus, les composites sont classés selon leur utilisation : universels, bulk-fill, fluides, ou pour facettes, chacun étant optimisé.
- Composites universels : Utilisés pour une variété de restaurations.
- Composites bulk-fill : Appliqués en couches épaisses.
- Composites fluides : Idéaux pour des petites cavités.
- Composites pour facettes : Utilisés pour réaliser des facettes.
Avantages et Inconvénients des Résines Composites
Les résines composites présentent des avantages et des inconvénients qu'il est essentiel de considérer lors du choix d'un matériau de restauration.
Avantages
- Esthétique : Les composites peuvent être assortis à la teinte exacte des dents naturelles, créant des restaurations discrètes.
- Préservation de la structure dentaire : Les techniques de collage minimalement invasives permettent de préserver la solidité et l’intégrité de la dent à long terme.
- Biocompatibilité : Les résines composites sont bien tolérées par les tissus bucco-dentaires et présentent un faible risque de réactions allergiques.
- Réparabilité : Si une restauration est endommagée, elle peut être réparée ou remplacée sans changer toute la restauration.
- Polyvalence : Les composites peuvent être utilisés pour réparer les caries, les fractures, réaliser les restaurations esthétiques telles que les facettes et fermer les diastèmes.
Inconvénients
- Sensibilité technique : La pose des résines composites est une procédure qui exige de l’attention et un protocole de collage rigoureux.
- Contraction de polymérisation : Cette contraction peut créer des stress à l’interface dent/restauration, entraînant une sensibilité post-opératoire, des micro-fuites et des caries secondaires.
- Usure : L’usure excessive peut entraîner une perte de la forme et de la fonction, nécessitant un remplacement.
- Sensibilité post-opératoire : Certains patients peuvent ressentir une sensibilité après la pose.
- Stabilité limitée de la couleur : Les résines composites sont susceptibles de se tacher avec le temps.
- Durée de vie limitée : Les restaurations en composite ont une durée de vie plus courte que les restaurations en amalgame ou en céramique.
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