22 èmes Journées Scientifiques du C ollège F rançais de B iomatériaux D entaires Nancy, 26 - 27 mai 2005 Contrainte de Contraction des Composites : Influence.

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1 22 èmes Journées Scientifiques du C ollège F rançais de B iomatériaux D entaires Nancy, 26 - 27 mai 2005 Contrainte de Contraction des Composites : Influence du Type de Produit Docteur Christophe CHARTON 12 Docteur Christophe AMORY 1 Docteur Pierre COLON 3 Professeur Fernand PLA 2 1. Département d'Odontologie Conservatrice - Endodontie de la Faculté d'Odontologie de Nancy 2. Laboratoire des Sciences du Génie Chimique - UPR 6811 - INPL - ENSIC de NANCY 3. UFR d'Odontologie de Paris VII

2 1. INTRODUCTION 2005 CONTRACTION VOLUMIQUE (Shrinkage Strain) CONTRAINTE DE CONTRACTION (Shrinkage Stress) VS DIETSCHI D. et SPREAFICO R. Restaurations Esthétiques Collées Quintessence International ; 1997

3 NOTION CLINIQUE Etanchéité marginale - - - 2005 1. INTRODUCTION COMPOSITES RIGIDES : les moins performants… NOTION FONDAMENTALE Contraintes + + + ● Kemp-Scholte C.M. et Davidson C.L., 1988 ● Koike T. et coll., 2002 ● Feilzer et coll., 1993 ● Pearson J.D. et Bouschlicher M.R., 2002 ● Bouschlicher M.R. et coll., 1997 ● Lim B.S.et coll., 2002 ● Condon J.R.et Ferracane J.L., 2000

4 2005 1. INTRODUCTION OBJECTIFS Composite RigideContrainte de Contraction  1.1. Système de mesure des contraintes de contraction 1.2. Détermination du taux de charge par thermogravimétrie 1.3. Statistique : taux de charges (rigidité)/contraintes de contraction

5 2005 2. MATERIELS ET METHODES 2.1. Résines Composites

6  échantillon de composite   6 mm - hauteur 2 mm - C (1,5) - n = 5  machine d’essai mécanique  mors inférieur  traverse mobile électromécanique  mors supérieur  cellule de force 5 kN  support de l’échantillon = plots de PMMA (ALTUGLAS*)  Unit Elipar Trilight* (3M-ESPE) Standard 60 secondes : 800 mW/cm -2  calibrage 2.2.1. MONTAGE 2 mm  6 mm 2.2.2. IRRADIATION 2005 2. MATERIELS ET METHODES 2.2. Contraintes de Contraction

7  échantillon de composite : 0,1g (  10 -3 g)  combustion sous 1 atmosphère  flux d’air : 20 ml.min -1 2.3.1. SYSTEME 2.3.2. METHODE 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 750 600 450 300 150 Température (°C) Temps (s) RAMP 40°C.min -1 ISOTHERM 750°C RAMP 100°C.min -1 2005 2. MATERIELS ET METHODES 2.3. Thermogravimétrie

8  test t de Student Bonferroni (  < 0,05) : matériaux/résultats  test de corrélation simple Pearson (  < 0,05) : taux de charges (poids) contraintes maximales 2. MATERIELS ET METHODES 2.4. Statistique 2005

9 3.1. CONTRAINTES DE CONTRACTION MAXIMALES (CCM) CCMCCM 1,51 (4,3%) MPa 0,92 (5,5%) MPa 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Mode Standard 60s Temps (s) Contrainte (MPa) 3. RESULTATS 2005 --- Solitaire --- Aelitefil --- Solitaire2 --- Z100 --- AP-X

10 Fabriquant Laboratoire TAG24 Solitaire Solitaire2 Aelitefil AP-XZ100 Poids (%) a b c e Contraintes (MPa) d Poids (%) 3. RESULTATS 2005 3.2. TAUX DE CHARGES (poids) Contraintes (%)

11 2005 4. DISCUSSION 4.1. CORRELATION NEGATIVE CHARGES (poids)/CONTRAINTES PRODUITAP-XZ100SOLITAIRE 2AELITEFILSOLITAIRE Contraintes (MPa) 0,921,041,291,451,51 Charges en poids % (Fabriquant) 8684,5757465 Charges en poids % (Laboratoire) 83,179,370,974,266,2 Module d'YOUNG (E) GPa 16,713810,36 Contraction Volumique (%) 1,92,43,52,14,5 Monomères (poids) Bis-GMA (7%) et TEGDMA (6%) Bis-GMA (7,5 %) et TEGDMA (7,5 %) TEGDMA, UEDMA, bis- GA et monomère tétrafoncctionnel Bis-GMA UEDMA HPMA, ETMA, bis- GA et monomère tétrafoncctionnel - + - + - +

12 2005 4. DISCUSSION 4.2. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/RETRAIT CONTRACTION VOLUMIQUE Shrinkage Strain ● Rees J.S. et Jacobsen P.H., 1989 ● Iga M. et coll, 1991 ● Silikas N. et coll, 2000

13 Watts DC, Marouf AS and Al-Hindi AM. Photo-polymerization shrinkage-stress kinetics in resin-composites: methods development. Dental Materials, 2003; 19:1-11. 2005 4. DISCUSSION 4.3. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/CONTRAINTE CONTRAINTES DE CONTRACTION Shrinkage Stress Material Shrinkage Stress (MPa) Young Modulus (GPa) Filler load (wt%) AP-X5,44 16 86 Filtek P-606,33 12 82 Z2506,29 11 82 Point-47,78 9 76 - + + -

14 Ernst CP, Meyer GR, Klöcker K and Willershausen B. Determination of polymerization shrinkage stress by means of a photoelastic investigation. Dental Materials, 2004; 20:313-21. 2005 4. DISCUSSION CONTRAINTES DE CONTRACTION Shrinkage Stress Material Shrinkage Stress (MPa) Young Modulus (GPa) Filler load (wt%) AP-X4,6 16 86 Filtek P-604,7 12 82 Solitaire25,4 8 75 4.3. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/CONTRAINTE - + + -

15 Watts DC, Vogel LK and Marouf AS. Shrinkage stress reduction in resin-composites of increasing particle concentration. Journal of Dental Research, 2002; 81:A308, IADR Abstr. n°2444. 2005 4. DISCUSSION CONTRAINTES DE CONTRACTION Shrinkage Stress 4.3. INFLUENCE TAUX DE CHARGES (poids)/CONTRAINTE

16 2005 5. CONCLUSIONS PERSPECTIVES

17 Poids (%) Fabriquant TAG 24 Contraintes Solitaire Solitaire2 AP-X Z100 Tetric C Aelitefil CHEN H.Y. et Coll Polymerization contraction stress in light-cured packable composite resins. Dent. Mater., 2001, 17 : 253-259. Temps (s) Force (N) Solitaire (66%) ALERT (84%) 2005 6. DISCUSSION ORALE 4.4. SORTIR DE LA THÉMATIQUE DU TAUX DE CHARGES…

18 2005 4.5. INFLUENCE DE LA MATRICE SUR LES CONTRAINTES Asmussen E and Peutzfeld A. Influence of UEDMA, bis-GMA and TEGDMA on selected mechanical properties of experimental resin composites. Dental Materials, 1998; 14:51-6. Material Bis-GMA (mol%) TEGDMA (mol%) Young Modulus (GPa) 170309,3 250 10 3406010,9 - + - + 6. DISCUSSION ORALE

19 2005 Braga RR and Ferracane JL. Contraction stress related to degree of conversion and reaction kinetics. Journal of Dental Research, 2002; 81:114-8. 4.5. INFLUENCE DE LA MATRICE SUR LES CONTRAINTES 6. DISCUSSION ORALE