FR3021521A1

FR3021521A1 - Tenon dentaire en materiau composite a base de polymere thermoplastique

Info

Publication number: FR3021521A1
Application number: FR1454916A
Authority: FR
Inventors: Pierre-Luc Reynaud; Manh-Qyunh Chu
Original assignee: Rech S Tech Dentaires Rtd Soc D
Current assignee: Rech S Tech Dentaires Rtd Soc D
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-04
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: FR3021521B1

Abstract

Tenon dentaire composite comprenant une âme formée de fibres unidirectionnelles noyées dans une matrice contenant une résine, caractérisé en ce que la résine contient un polymère thermoplastique.

Description

1 TENON DENTAIRE EN 1VIATERIAU COMPOSITE A BASE DE POLYMERE THERMOPLASTIQUE DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un tenon d'ancrage dentaire en matériau composite à base de polymère thermoplastique. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE De manière générale, les tenons d'ancrage dentaires sont utilisés en odontologie, pour la reconstitution de dents dépulpées. Plus précisément, les tenons correspondent à des tiges fixées dans le canal radiculaire de la dent, et servent de support à une reconstitution externe de celle-ci. On distingue deux types de tenons, respectivement les tenons métalliques ou céramiques et les tenons composites. Les tenons en alliages métalliques, en général réalisés en acier inoxydable ont pour principaux inconvénients d'être sujets à des phénomènes de corrosion d'origine chimique ou électrochimique. En outre, ils présentent un module d'élasticité transversal différent de celui de la dentine pouvant conduire à terme, à une désolidarisation du tenon. Enfin, les tenons métalliques ou céramiques permettent difficilement le réaccès canalaire, c'est-à-dire la possibilité de retirer le tenon en cas d'infection apicale. Pour pallier ces problèmes, on a proposé des tenons en matériau composite tels que ceux décrits notamment dans les documents FR 2588181 et EP 432 001. Ces tenons sont en pratique constitués de fibres longues unidirectionnelles, de verre ou de carbone et plus généralement de toute matière présentant des caractéristiques mécaniques élevées. Les fibres sont noyées, par technique de pultrusion notamment, dans une matrice de résine thermodurcissable biocompatible, notamment du type époxy ou polyépoxy, polyester, vinylester, des résines acryliques ou méthacryliques. Cependant de telles résines souffrent d'une faible résistance chimique et mécanique aux chocs entraînant une complexité de formulation qui rend leur mise en oeuvre plus délicate. De plus, du fait de leur nature thermodurcissable, ces résines ne peuvent prétendre à une polymérisation complète à 100%. En effet, ces résines sont principalement constituées de monomères et/ou réticulant et généralement d'un polymère prépolymérisé. C'est cette polymérisation partielle du 3021521 2 polymère qui confère à la résine la propriété de pouvoir être irréversiblement transformée en produit fini solide en présence de monomères catalyseur. Le thermodurcissement consiste donc à réticuler la résine généralement par réaction chimique (catalyseur et accélérateur). La structure ainsi obtenue est un polymère formant un réseau rigide. Le problème que se propose de résoudre l'invention est celui de mettre au point un tenon composite dont la résine ne présente pas les inconvénients ci-dessus. EXPOSE DE L'INVENTION D'une manière tout à fait surprenante, le demandeur a constaté que la mise en oeuvre de polymères thermoplastiques, en particulier de PEEK ou TPU (polyuréthane thermoplastique) au lieu et place des résines de l'art antérieur permettait de résoudre le problème posé. Le polymère PEEK correspond au polyetherethercétone, dont la dénomination universelle est poly(oxy-1,4-phénylèneoxy-1,4-phénylènecarbony1-1,4-phénylène). Il présente un poids moléculaire moyen 20 800 g/mol [CAS 29658-26-2].

20 Le polymère PEEK est thermoplastique semi-cristallin et thermostable. Il possède un degré de pureté élevé ainsi qu'un point de fusion d'environ 343°C et sa température de transition vitreuse est d'environ 143°C. La présente invention a ainsi pour objet un tenon dentaire composite comprenant une âme 25 formée de fibres unidirectionnelles noyées dans une matrice contenant une résine, caractérisé en ce que la résine contient un polymère thermoplastique. Avantageusement, la résine est entièrement constituée d'un polymère thermoplastique.

30 En pratique, la résine thermoplastique est choisie dans le groupe comprenant le PEEK et le TPU. Selon l'invention et dans un mode de réalisation préférentiel, le tenon contient avantageusement au moins 10%, de préférence au moins 20% en poids de polymère 35 thermoplastique. Selon un mode de réalisation préféré, la résine est intégralement constituée de polymère thermoplastique (PEEK ou TPU).

5 10 15 3021521 3 La polymérisation complète à 100% du polymère thermoplastique, permet de remédier aux problèmes liés notamment à la résistance chimique des résines thermodurcissables de l'art antérieur, comme expliqué ci-dessus.

5 Comme déjà précisé, le tenon objet de la présente invention comprend des fibres. Ce sont des fibres longues qui constituent les composants de renfort. Les fibres longues s'étendent d'une extrémité à l'autre du tenon sauf les parties coupées lors de l'usinage. Elles sont de préférence unidirectionnelles, longitudinales, équitendues, continues et s'étendent sur toute la longueur du tenon. Elles sont noyées dans la résine et constituent un système de 10 renfort du tenon. De manière générale, les fibres utilisées présentent des caractéristiques mécaniques élevées. Elles peuvent notamment être choisies dans le groupe comprenant les fibres de silice, et les fibres de verre E, R, S.

15 De manière avantageuse, il s'agit de fibres de verre ou silice. Les fibres de préférence, sont transparentes et contiennent des oxydes métalliques. En effet, il est souhaitable que les fibres aient des propriétés d'absorption aux rayonnements 20 ionisants. Dans ce cas, elles sont réalisées en des matériaux radio-opaques, ces dernières permettant de localiser de manière exacte les tenons qui les contiennent, lors de leur mise en place. Selon un mode de réalisation avantageux, on utilisera les fibres choisies dans le groupe 25 comprenant : les fibres de verre AR ; les fibres de verre X-RO ; les fibres de silice. Les fibres de verre X-RO sont décrites dans le document EP 2181074. Leur composition chimique comprend les constituants suivants dans les limites définies ci-après, exprimées en pourcentages pondéraux : 30 SiO2 : 40 à 55 A1203 : 0 à 5 CaO : 1 à 15 MgO : 1 à 15 BaO : 2 à 15 35 Sr0 : 8 à 20 ZnO : 0,5 à 10 Na2O + K2O + Liz() : 0 à 5 TiO2 : 5 à 20 ZrO2 : 0 à 5 3021521 4 Comme il a déjà été mentionné, la résine thermoplastique, PEEK ou TPU possède à elle seule des propriétés thermomécaniques remarquables. Ces propriétés deviennent exceptionnelles dans le matériau composite résine thermoplastique et fibres.

5 Comme déjà indiqué, les fibres sont noyées dans la résine thermoplastique. De manière avantageuse elles représentent à elles seules au moins 30% en poids du tenon, de manière plus avantageuse entre 40 et 80% et de manière encore plus avantageuse entre 50 et 70%. Dans certains modes de réalisation particuliers, l'homme du métier saura ajuster la nature 10 de la résine ainsi que celle des fibres en fonction des résultats souhaités en matière de propriétés optiques, notamment en matière de transparence et de radio-opacité. Par exemple les tenons en PEEK et en fibres de verre AR, ont une radio-opacité typique de l'ordre de 200% Aluminium équivalent/mm matériau selon la norme ISO 4049. L'indice de réfraction élevé du PEEK forme un ensemble homogène avec des fibres de verre AR (indice nD=1.58) ou X-RO (nD=1.65). Dans ce cas particulier, il est possible d'ajuster les indices de réfraction, afin d'obtenir un matériau permettant une bonne transmission de rayonnements émis par des lampes dentaires à photopolymériser. La résine TPU présente quant à elle l'avantage d'ajuster les critères transparence et dureté du polymère. La présente invention concerne également le procédé permettant de préparer lesdits 25 tenons. Les tenons dentaires composites contenant des fibres de renfort sont généralement réalisés par la technique de pultrusion. C'est notamment le cas lorsque la résine mise en oeuvre est thermodurcissable. La fabrication du tenon composite selon une mode préférentiel de l'invention se fait à partir de profilé (jonc par exemple) en matériau composite constitué de fibres longues de renfort noyées dans une matrice contenant en tant que résine, au moins une résine thermoplastique (PEEK ou TPU).

15 20 30 35 Ce profilé est mis en forme de préférence en une seule ou plusieurs étapes à partir de mèches de fibres longues noyées dans la matrice contenant la résine thermoplastique.

3021521 5 Selon un mode de réalisation avantageux, une première étape consiste à noyer des mèches de fibres dans une matrice contenant la résine thermoplastique à l'état fondu. D'une manière avantageuse, les fibres utilisées sont préalablement tendues et convenablement ensimées. L'imprégnation est avantageusement réalisée à une température au moins égale 5 à la température de fusion du polymère thermoplastique. Les mèches de fibres imprégnées obtenues à la suite de cette première étape sont laissées refroidir à température ambiante. Elles peuvent notamment être stockées sous forme de bobines.

10 Dans une deuxième étape, les mèches de fils composites obtenues peuvent être mises en forme, notamment en des joncs, en faisant appel à la technique de pressage (compression) à chaud par exemple.

15 Une fois mise en forme, les mèches de fibres peuvent donc se présenter sous forme de jonc dont le diamètre est de préférence compris entre 2 et 5 mm. D'une manière avantageuse et afin d'assurer une meilleure imprégnation, il est possible d'étaler les mèches de fibres et les noyer sous forme de bande plutôt que de les laisser 20 sous forme de rond. Ces fils imprégnés de résine thermoplastique peuvent ensuite être mis en forme afin d'obtenir des joncs de section cylindrique. Ces joncs peuvent ensuite être usinés de manière à former le tenon objet de la présente invention. 25

Claims

REVENDICATIONS1. Tenon dentaire composite comprenant une âme formée de fibres unidirectionnelles noyées dans une matrice contenant une résine, caractérisé en ce que la résine contient un polymère thermoplastique.
2. Tenon dentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine est choisie dans le groupe comprenant le PEEK et le TPU.
3. Tenon dentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tenon contient au moins 10%, de préférence au moins 20% en poids de polymère thermoplastique.
4. Tenon dentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résine est intégralement constituée de PEEK.
5. Tenon dentaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la résine est intégralement constituée de TPU (Polyuréthanne thermoplastique).
6. Tenon dentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres longues et s'étendent sur toute la longueur du tenon.
7. Tenon dentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres sont choisies dans le groupe comprenant les fibres de verre, en particulier E, R, S, AR, XRO les fibres de silice.
8. Tenon dentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres représentent au moins 30% en poids du tenon, avantageusement entre 50 et 70%.
9. Tenon dentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine est intégralement constituée de PEEK, et en ce que les fibres sont des fibres de verre.35