Couche hybride et étanchéité ADHESIFS Couche hybride et étanchéité

I Généralités et définitions II Boue dentinaire et étanchéité III Ancrage mécanique et couche hybride IV Paramètres cliniques

I Généralités et définitions Les composites ne peuvent établir de liaison chimique avec leur support dentaire , amélaire ou dentinaire . Les adhésifs sont donc nécessaires à la réussite de l ’obturation composite . Définition de l ’adhésion selon BUONOCORE :« L ’adhésion est la résultante des forces d ’attraction intermoléculaire au niveau d ’une interface entre divers matériaux lorsque ces surfaces sont mises en contact l ’une avec l ’autre . » # Adhérence = ensemble des forces qui s ’opposent à la séparation de deux surfaces jointes

Principe de l ’adhésion Le collage à la dentine répond à un principe d ’adhésion micro-mécanique : après déminéralisation de la boue dentinaire et de la dentine , puis infiltration et polymérisation , ces adhésifs forment une une interphase mixte constituée d ’une couche hybride et de brides résineuses (DEGRANGE )

Propriétés d ’un adhésif Être actif d ’emblée Être actif en faible épaisseur Adhésion aux structures dentaires : émail + dentine Adhésion aux composites Cohésion Répartition uniforme Polymériser en présence d ’oxygène Coller en milieu humide à l ’émail et à la dentine Pérennité du collage

Critères de la réussite d ’une obturation Contact intime entre substrat -adhésif dépend : - mouillabilité du substrat - viscosité de l ’adhésif (pas trop visqueux sinon bulles d ’air peuvent être retenues) - morpho et rugosité du substrat ( ex dentine sclérosée hyper minéralisée résiste à l ’attaque acide)

La qualité du joint composite-dent est définie par l ’importance du hiatus . Aucun adhésif dentinaire n ’est capable de supprimer totalement ce hiatus

II Boue dentinaire et étanchéité

Caractéristiques Epaisseur de 0,5 à 2 µm. Élements organiques ( collagène dénaturé , phosphoprotéoglycannes , eau , bactèries ) Eléments inorganiques et exogènes ( salive , sang , bactèries ). A ces composants sont mélangés des cristaux d ’hydroxyapatite .

Obture les tubules et s ’oppose au suintement du fluide dentinaire et donc limite l ’humidification secondaire , compromettant le couplage de la dentine avec le matériau de collage . Empêche tout contact direct de n ’importe quel matériau avec le substrat dentinaire . Limite la sensibilité dentinaire .

Éliminer ou non la boue dentinaire Présente en général sur toutes les surfaces dentaires préparées avec des instruments rotatifs . Couche irrégulière de 0,5 à 2 µm qui adhère faiblement au substrat sous jacent . Obstruction de l ’entrée des tubules Contaminée par les bactéries , la salive , les cellules sanguines et le collagène dénaturé . Avant préservation pour protéger la pulpe des stimuli nocifs et pour réduire l ’exsudat du fluide tubulaire . Mais boue dentinaire substrat non stable pour collage .

Pour obtenir des adhérences élevées et un joint étanche , la dentine doit être préparée de façon à modifier ou éliminer la boue dentinaire et permettre la diffusion en profondeur des monomères dans la matrice de collagène déminéralisée . D ’après BRANNSTORM et JOHNSON , l ’élimination de la boue dentinaire améliore l ’adhésion des biomatériaux de reconstitution car en ça présence la liaison se fait avec elle et non avec la dentine sous-jacente . BIKERMAN affirme que dans un assemblage collé , lors d ’un essai mécanique de traction , c ’est l ’interface la plus faible qui cède en premier .Ici c ’est l ’interface boue dentinaire / dent qui cédera en premier .

Différents traitements de la boue dentinaire Substrat : adhésif utilise les porosités qu ’elle renferme modifiée , cad sélectivement dissoute complètement éliminée

Pourquoi éliminer la boue dentinaire ? La boue dentinaire sous-jacente aux matériaux de restaurations se dissout progressivement par hydrolyse et permet la pénétration des bactéries . Les réactions pulpaires chroniques sont dues essentiellement au pouvoir irritant des bactéries qui envahissent les interfaces par percolation et atteignent la pulpe. Il est conseillé de déminéraliser et d ’éliminer la boue dentinaire de la surface par attaque acide qui, en même temps , déminéralise la dentine sous-jacente intacte et expose la matrice de collagène .

III Ancrage mécanique aux tissus dentaires

1)Ancrage macro-mécanique :influence du mordançage

Déminéralisation intraprismatique Au niveau de l ’émail : la nature de l ’acide employé , sa concentration , son temps d ’application et de rinçage sont plus conséquents que la nature de l ’adhésif . - pour obtenir une liaison fiable et durable de l ’émail , l ’acide phosphorique doit être compris entre 20 et 40 % . - les faciès d ’attaque générés par les Systèmes AutoMordancants sur l ’émail apparaissent moins rétentifs que ceux provoqués par l ’acide phosphorique . - L ’adhérence à l ’émail semble pour partie liée au pH de la solution de mordançage et à l ’amplitude de l ’attaque qu ’il provoque . Déminéralisation intraprismatique Structure en Nid d ’abeilles avec des microcavités de 10 à 20 µm

Brides dentinaires = tags Au niveau de la dentine : l ’amplitude de l ’attaque dépend du pH et de la force de l ’acide employé . Pour le gel d ’acide phosphorique à 35-40 % , il est conseillé de ne pas prolonger le temps de contact au delà de 15 s .Contrairement à l ’émail , les monomères des adhésifs auto mordançants ont peu de chance de pénétrer en totalité la dentine déminéralisée . Brides dentinaires = tags - La résine de liaison s’infiltre dans les tubulis dentinaires - Intégration de résine dans la couche hybride essentielle à l’obtention d’un joint étanche contribuant à la rétention et évitant les irritations pulpaires . Brides de résine et branches latèrales

Différentes étapes de la pose d ’un adhésif Substrat dentinaire après application de la résine adhésive . La résine hydrophobe diffuse lentement dans les tubuli et imprègne la dentine intertubulaire. Substrat dentinaire après polymerisation la résine polymérisée a complétement infiltré la dentine démineralisée Substrat dentinaire après application du primer l ’eau a été remplacée par des résines hydrophiles lesquelles ont imprégné les fibres de collagène

Mauvais mordançage : -maximum de précision dans application du produit de mordançage , éviter les coulures . En cas de mordançage accidentel au delà des parois cavitaires = présence de parties déminéralisées (généralement la racine ) non recouvertes par l ’adhésif - mordançage insuffisant = réduction adhérence composites ---> augmentation du risque d ’absence d ’étanchéité - surmordançage dentinaire nuit à intégrité de la restauration

2)La couche hybride : ancrage micro-mécanique Hybridation = traitement des tissus ; phase minérale du tissu dur est dissoute puis infiltrée de monomère de résine pour changer les propriétés physico-chimiques des surfaces dentinaires et couches sous-jacentes . Zone d ’inter diffusion résine-tissu dentaire ; fine couche de tissu dentaire renforcée par la résine , fixe les 2 constituants différents à un niveau moléculaire prévenant ainsi tout risque de hiatus et conférant à cette zone une haute résistance à l ’attaque acide . La couche hybride existe tant au niveau d ’un émail mordancé , qu ’au niveau de la dentine . Son épaisseur est de 1 à 2 µ m , elle est améliorée par la résine 4 META (métacryloxyéthyl trimétacrylate anhydride). Au niveau de l ’émail, la résine semble pénétrer au-delà de la zone mordancée et encapsule les prismes d ’émail . Donc en fait , la résine imprègne la substance interprismatique et forme une nouvelle substance qui est en partie de la dent , et en partie de la résine .

Au niveau de la dentine pour que le système d ’adhésion 4 META/ MMB-TBB permette d ’avoir un collage efficace , il faudrait procéder à un pré traitement de la dentine à l ’aide d ’une solution aqueuse d ’acide citrique à 10 % + 3% de chlorure ferrique . Cela permet de dissoudre le calcium sans dénaturer le collagène .Les ions ferriques semblent essentiels pour préserver les chaînes collagèniques afin qu ’elles soient infiltrées et englobées dans la résine . Couche hybride : - protéines de la boue dentinaire - protéines de la dentine - adhésif polymérisé -

Trois conditions pour créer cette couche hybride _ Maintenir le réseau de collagène _Un adhésif hydrophile ( liaison au tissu dentinaire ) et hydrophobe ( liaison à la résine composite) _ Une photo-polymérisation correct du sealer Rôle de la couche hybride dans l ’étanchéité -La couche hybride est une zone de pénétration -On considère qu ’elle représente le joint d ’étanchéité -D ’où son importance dans la pérennité de l ’obturation dans le temps -Dentine hybridée de grande qualité résiste aux acides, aux processus protéolytiques et doit également empêcher le développement des récidives de caries . - Le collage à la dentine mordancée doit assurer une interface avec la dentine , qui absorbe les chocs et soit rupteur de forces pour résister aux contraintes de retrait de polymérisation et aux forces de mastication .

Optimiser la couche hybride - La profondeur de pénétration du monomère dans le réseau 3D des espaces entre les fibres de collagène doit correspondre à l ’épaisseur de la déminéralisation . -Polymérisation complète est impossible (pression atmosphérique , température corps humain, temps de polymérisation limité , présence d ’eau et oxygène contenus dans les fluides dentinaires ). Important que les monomères imprégnés soient bien polymérisés de façon à mener le processus d ’hybridation à son terme avant d ’ajouter la résine composite et de la polymériser . -Créer un gradient de modules d ’élasticité allant de de la couche hybride vers le composite , meilleur répartition des contraintes dans l ’interface .

Interface dentine/ résine au MEB la résine adhésive (A) d ’un syst Met R a infiltré le réseau de collagène pour former la couche hybride (H) et elle pénètre dans les tubules pour former des brides d ’ancrage (T) [tags] l ’étanchéité semble excellente sur l ’échelle du micromètre Interface dentine / résine avec un syst auto-mordançant on retrouve les brides de résine (B) mais la couche hybride (H) est moins épaisse

IV Paramètres cliniques

Préparation de la cavité La qualité et l ’angulation du biseautage des prismes d ’émail joue un rôle crucial ( le biseautage s ’effectue uniquement sur l ’émail ) Le biseautage procure une plus grande surface d ’émail pour le mordançage : il assure donc la majeure partie de la rétention , de l ’étanchéité et de l ’intégration esthétique de la restauration Rendre la joint émail -résine composite aussi étanche que possible pour éviter la création d ’un hiatus responsable d ’infiltration secondaire Contre indications à la réalisation d u biseau : - émail périphérique trop mince et non soutenu par la dentine . - paroi cervicale d ’une cavité proche du cément ( au niveau du cément l ’adhésion est quasi nulle ) Le hiatus dû à la contraction augmente proportionnellement au diamètre de la cavité et diminue progressivement avec l ’accroissement de l ’angle cavo-superficiel .

Résistance du collage dépend de l ’intensité des forces présentes sur chaque surface de contact . Le fait d ’arrondir les contours de la cavité diminue la concentration des contraintes sur les bords de la restauration . Dans toutes les formes de cavité , si on laisse des bords d ’émail trop fins , ils risquent d ’être fracturés par la rétraction de prise du composite . Afin de limiter les effets de coins des cuspides antagonistes , qui augmentent considérablement les infiltrations marginales , les bords des préparations doivent se situer à distance des points supports d ’occlusion , éventuellement en réalisant des recouvrements cuspidiens . Le polissage de l ’émail marginal à l ’aide d ’une fraise carbure de tungstène ou diamantée à grain fin diminue sensiblement les micro-infiltrations à ce niveau .

Gestion de la trame de collagène -- Après mordançage , matrice dentinaire déminéralisée = très souple et élastique --> peut facilement s ’affaisser si matrice organique dénaturée ou déstabilisée -- Séchage à l ’air libre de la trame collagèniques imbibée d ’eau peut faire disparaître d ’eau entre les fibres --> attention au séchage excessif -- Peptides de collagène peuvent former des liaisons H intra moléculaires avec peptides de collagène voisins ---> peut accentuer l ’affaissement de la trame

Conséquences : diminution de l ’espace interfibrillaire et réduction ou perte de la perméabilité à la pénétration de monomère de résine Donc : faible diffusion des monomères de résine autour des fibres de collagène = création d ’une couche hybride uniforme difficile = problème d ’étanchéité

Gestion de l ’humidité surface dentaire Recommandation par GWINNETT et KANCA : après conditionnement et rinçage de la dentine , primer d ’adhésion doit être appliqué sur dentine humide . Maintien des espaces de 15 à 20 nm entre les fibres de collagène et empêcher leur affaissement . Primaire composé de monomères hydrophiles , peut diffuser à l ’intérieur de la dentine , polymériser in situ et permettre le couplage des résines composites grâce à l ’adhésif et former la couche hybride fonctionnelle . Problème = si chaque fibre enveloppée de résine , éliminer eau du réseau de collagène .Si il y a trop d ’eau en surface , les adhésifs peuvent être incapables de la repousser à la surface des fibres de collagène et il y aura des manques de remplissage .

L ’application de primer à base d ’acétone sur une dentine trop humide peut provoquer l ’emprisonnement sous l ’adhésif de gouttelettes intratubulaires de primer et de bulles d ’eau . La couche infiltrée de résine ne doit présenter aucune porosité ni défaut qui pourrait générer des contraintes fonctionnelles ou permettre l ’hydrolyse des fibres de collagène . Difficulté d ’estimer le degré d ’humidité . Dentine hypersensible ; exsudat de fluide tubulaire contribue au remouillage constant de la surface tout au long différentes étapes .

L ’altération marginale Causes des altérations marginales : contraintes occlusales , flexion cuspidienne , dégradation chimique , formation de couche hybride incomplète et une morphologie altérée de la couche hybride . La dégradation chimique des joints de restaurations (émail et dentine ) est probablement la cause la plus importante des micro-infiltrations et de l ’invasion bactérienne .Elle est réduite par l ’utilisation de systèmes adhésifs appropriés . Les altérations des tissus dentaires (déminéralisation et caries secondaires ) autour des joints (ou de la limite de la couche hybride ) des restaurations augmentent considérablement les micro-infiltrations . La zone immédiatement adjacente à la limite de la restauration doit être conservée intacte (cad exempte de carie ) afin d ’éviter toutes sortes d ’atteintes sous-jacentes .

Malgré la résistance mécanique de l ’interface adhésive , il est essentiel de lutter contre les contraintes de retrait de polymérisation responsables de la formation de hiatus marginal et de micro-infiltrations associées . L ’intensité du générateur de photo polymérisation peut influencer l ’intégrité marginale et l ’étanchéité des restaurations composites . On améliore l ’adaptation du composite à la préparation par une exposition avec une intensité lumineuse croissante : commercialisation de nouvelles lampes à photo polymériser ; au lieu de la technique conventionnelle (400 mW/cm² pendant 40 secondes ) conduisant à un micro hiatus de 10 µm entre dentine et résine , nouvelle technique développée ; exposition de 0 à 400 mW/cm² pendant 30 s puis 400 mW/cm² pendant 20 s .

Le retrait de polymérisation est dépendant du volume du composite (augmenter le % de matrice et diminuer % charge ) et nécessite une technique de montage couche par couche pour les composites photo polymérisables . Les composites chémo polymérisables subissent également un retrait de polymérisation mais la contraction est moindre ; la polymérisation se produit relativement lentement et en commençant contre les parois de la cavité , qui sont relativement chaudes . La rétraction associée à ces parois est en conséquence partiellement éliminée . De plus les inclusions d ’air agissent en tant qu ’amortisseurs des contraintes de retrait .

Compatibilité Certains systèmes adhésifs s ’avèrent incompatibles avec les colles ou composites chémo polymérisables , ou avec certains matériaux dual quand le manque ou l ’absence d ’énergie lumineuse ne permet pas leur activation photonique . Il en résulte une zone de faible cohésion , non polymérisé à l ’interface adhésif-composite chémo-activable qui est la cause de problèmes cliniques : décollement de reconstitutions corono-radiculaires , de facettes et d ’inlays . Cette incompatibilité est principalement due à l ’acidité de certains adhésifs , qu ’il s ’agisse des systèmes M et R ou des SAM .

Conséquences cliniques manque étanchéité Espace entre structures dentaires et matériaux, ce hiatus permet l ’infiltration d’éléments du milieu buccal (salive, ions, bactéries … ) pouvant pénétrer dans les tubuli et se diriger vers la pulpe ---> échec de la restauration à long terme . Les mouvements de fluides, l ’infiltration bactérienne aboutissent à des douleurs post-opératoires, des discolorations marginales, des caries secondaires et des pathologies pulpaires. Le diagnostic clinique de carie secondaire conduit au remplacement de ces restaurations avec défaut marginal .

Réussite des restaurations adhésives Pose de la digue réalise un champ sec diminue les risques d ’échec de manière évidente . Bon point de contact proximal Contrôle du retrait de polymérisation ; si la force de rétraction est supérieure à la force d ’adhésion , la perte d ’adhérence et d ’étanchéité est d ’autant plus importante

Choisir une résine avec un coeff d ’expansion thermique proche de celui des tissus dentaires .Le stress thermique augmente le hiatus graduellement dû à la différence des coefficients de dilatation thermique du biomatériau et du tissu dentinaire . Restauration des dents fortement délabrées déconseillé (stress diamétral ) Gestion du saignement gingival

Bibliographie Pratique clinique en dentisterie conservatrice ROULET , WILSON , FUZZI - Quintessence international 2003 Collage et adhésion DEGRANGE ROULET - Quintessence international Réalité clinique Vol 16 n°4 2005 Thèse n°18 : composites et adhésifs , données actuelles année 1993 Thèse n° 68 : collage et nouveaux adhésifs en art dentaire année 1986 Journal of Esthetic Dentistry Vol 3 , N°4 1991