Résistance à la fracture de ponts postérieurs à armature zircone : étude comparative in vitro

Objectif

Le but de cette étude in vitro est de tester la résistance à la fracture de ponts tout céramique, réalisés à partir de différents matériaux disponibles sur le marché et d'un matériau en cours de développement, à base d'oxyde de zirconium renforcé à l'oxyde d'aluminium (ATZ : Alumina-Toughened Zirconium oxide).

Matériels et méthodes

Les auteurs ont retenu les céramiques d'armature : IPS Empress 2, In Ceram Alumina, In Ceram Zirconia, Procera All Ceram, Cercon Base, Lava Frame, DC Zirkon et ATZ-BIO HIP (expérimentale).

À l'exception de la céramique expérimentale (dont le coefficient d'expansion thermique n'est compatible avec aucune céramique cosmétique actuelle), les autres matériaux sont testés sous forme d'armature seule ou recouverte de céramique cosmétique. Les caractéristiques de préparation sont communes à tous les matériaux : 0,6 mm d'épaisseur autour des piliers et 4 × 4 mm de surface de connexion au niveau des intermédiaires. Les tests de résistance à la fracture sont réalisés sur deux types de modèles : les premiers sont rigides, en Ni-Cr, et présentent 1, 2 ou 3 éléments intermédiaires. Les seconds sont des modèles à 1 élément intermédiaire, présentant une mobilité mésiodistale de 0,3 mm, élaborés afin de simuler la mobilité physiologique des dents et testés sous contrainte cyclique de charge de 500 N. Tous les ponts sont scellés (Harvad cement) et testés dans un bain à 36 °C.

Pour chaque matériau, 5 armatures nues et 5 armatures revêtues de céramique cosmétique sont testées sur les modèles rigides ; les valeurs moyennes et écarts types sont analysés. Seule la DC Zirkon est testée sur les modèles mobiles. Pour ces modèles à piliers mobiles, une analyse de Weibull permet d'estimer la durée de vie avant fracture en prenant comme référence 250 000 cycles/an.

Résultats

À l'exception des ponts en In Ceram Alumina, tous les ponts à 1 élément intermédiaire testés présentent une résistance supérieure à 1 000 N. L'analyse statistique met en évidence des différences significatives qui permettent de classer les matériaux en 4 groupes : le groupe I (Empress II) autour de 1 000 N, le groupe II (In Ceram Zirconia, Procera All Ceram) autour de 1 500 N, le groupe III (Cercon Base, Lava Frame, DC Zirkon) autour de 2 000 N et le groupe IV (ATZ-BIO HIP) avec des valeurs supérieures à 3 000 N. Aucune différence significative n'est enregistrée entre les armatures nues ou revêtues de céramique cosmétique à l'exception d'IPS Empress II et de DC Zirkon.

Les ponts à 2 éléments intermédiaires (Cercon Base, Lava Frame, DC Zirkon) ont des valeurs de résistances inférieures de 25 % par rapport aux ponts à 1 intermédiaire, les ponts à 3 éléments intermédiaires (DC Zirkon) ont des valeurs inférieures de 50 %.

L'analyse de Weibull conduite sur la DC Zirkon testée sur modèle à piliers mobiles, sous 500 N en charge cyclique, permet d'envisager une durée de vie de 40 ans avec un taux de fractures inférieur à 1 %.

Conclusion

La résistance à la fracture observée dans cette étude correspond, pour la plupart des matériaux (sauf In Ceram Alumina), à des charges supérieures ou égales aux charges occlusales postérieures maximales (1 000 N).

Cela permet aux auteurs de proposer les indications cliniques suivantes :

• IPS Empress II pourrait être indiqué pour un pont de 3 éléments avec un intermédiaire prémolaire ;

• In Ceram Zirconia, DC Zirkon, Cercon Base et Lava Frame permettraient de réaliser des ponts de 3 éléments avec un intermédiaire molaire ;

• les matériaux à base de zircone TZP (Cercon Base, Lava Frame, DC Zirkon) pourraient être envisagés avec 2 intermédiaires ;

• l'ATZ-BIO HIP pourrait permettre des ponts de grande étendue à 3 éléments intermédiaires.