PROCEDE DE REALISATION D'UN IMPLANT DE PROTHESE DENTAIRE ET IMPLANTS AINSI OBTENUS
La présente invention a trait au domaine des prothèses alvéolo-dentaires et notamment aux moyens permettant d'assurer à l'implant d'une prothèse alvéolo- dentaire, une forme s ' adaptant le plus parfaitement possible et dans les meilleures conditions de biocompatibilité à la cavité alvéolaire libérée par la perte accidentelle ou l'avulsion simple d'une dent naturelle. Classiquement, une dent extraite pour quelque cause que ce soit n'est pas remplacée. En effet, la technique du bridge consistant à intercaler un appareil de prothèse dentaire formant pont entre deux dents pour recréer la fonction masticatoire, oσclusale, est utilisée au détriment des dents supports de piliers. En outre, pour réaliser ce pont, il est souvent nécessaire de mutiler des dents saines et/ou de les dévitaliser afin de leur faire jouer le rôle de dents piliers.
Après avulsion, 1 ' implantologie classique préconise l'attente de la cicatrisation osseuse puis le fraisage d'une néo-alvéole permettant 1 ' impaσtage ou le vissage de 1 ' implant.
Dernièrement, un procédé de fabrication a permis de reproduire la racine d'une dent en numérisant le profil de l'ancienne racine de la dent par l'usinage d'un implant en titane à partir de la forme numérisée. Cette nouvelle racine est ensuite introduite dans la cavité alvéolaire laissée libre afin que l'os puisse la maintenir en place par production de nouveaux tissus organiques, utilisant au mieux la technique appelée ostéo-intégration . Cette nouvelle technique permet donc de réaliser une racine prothétique respectant fidèlement les formes anatomiques de la dent naturelle remplacée et de la replacer dans l'alvéole. Plus précisément, lors de la perte accidentelle o l'avulsion simple d'une dent naturelle, le praticien conserve la dent, la nettoie et effectue un curetage
(nettoyage) de l'alvéole. La dent est ensuite envoyée au laboratoire qui numérise la racine naturelle en trois dimensions afin de transmettre à une machine-outil à commande numérique les instructions nécessaires à l'usinage d'un barreau de titane selon la forme numérisée. La partie supérieure de l'implant est ensuite percée d'un orifice taraudé pour y visser un faux-moignon qui sert de support à la fixation de la couronne prothétique, partie esthétique de la dent réalisée classiquement en céramo-métal . La racine obtenue est légèrement surdimensionnée de telle façon que lors de sa réintroduction dans la cavité alvéolaire, elle permette une stabilisation immédiate.
Bien qu'il constitue un progrès indéniable dans le domaine des prothèses dentaires, ce procédé présente pourtant plusieurs inconvénients.
Ainsi, l'usinage du barreau de titane est réalisé à partir de la numérisation de l'ancienne racine alors que l'avulsion de la dent entraîne très souvent la modification du volume occupé par la racine originelle et donc une modification de la cavité alvéolaire, modification non prise en compte par la numérisation de la racine. Il est également nécessaire de posséder l'ancienne racine en bon état pour procéder aux phases de numérisation.
Le choix du titane ou d'un autre métal déjà connu dans le domaine des prothèses n'est peut-être pas la meilleure solution en raison du phénomène de rejet par l'organisme toujours présent lors de l'introduction d'un métal dans un os et au déplacement d'électrons qu'entraînent des différences de potentiel électrique entre les différentes matières en contact avec l'implant métallique. De plus, il a été constaté que le titane se corrode même protégé par une couche de céramique, au contact de fluides biologiques agressifs, ce qui provoque un phénomène de relargage à travers tout l'organisme, des
produits dus à la corrosion .
Ce procédé se limite aux racines uni et bi radiσulées .
Et enfin, l'usinage du titane et la pluralité des pièces en font un procédé très onéreux.
Le brevet allemand n° DE 195 13 881 décrit un procédé de fabrication d'un implant proposant de réaliser, par l'intermédiaire d'un fraisage par copiage dans du métal ou dans de la céramique, des implants prêts à être implantés. Ce brevet énumère les différentes solutions pour prendre le profil à copier. Ainsi, par exemple celui ci propose de balayer, sans contact, la racine préalablement nettoyée et la dent au moyen d'un rayon laser ou d'une sonographie. Il propose également de balayer sans contact le moulage de la cavité dentaire permettant ainsi de prendre en compte le volume du tissu σonjonσtif et l'élargissement de la cavité alvéolaire, élargissement du à l'extraction de la dent.
Bien que ce dispositif soit particulièrement judicieux en ce qu'il propose de réaliser des implants en céramique, par usinage, la mise en oeuvre d'un tel procédé ne peut être copiée sur l'usinage du titane. Ainsi, la céramique bien que particulièrement bien adaptée pour une application en implantologie et notamment la "Zircone", est difficile à usiner, du fait de ses caractéristiques mécaniques intrinsèques et du fait qu'elle soit le résultat d'un chauffage et d'une mise sous pression (frittage) d'une poudre.
Il existe dans l'art antérieur, un autre procédé de réalisation d'un implant en céramique faisant appel directement à la technologie des poudres. Ce procédé décrit le frittage d'une poudre à des fins d'obtention d'une céramique, la poudre étant placée à l'intérieur d'une matrice reprenant la forme en trois dimensions de la racine, de la cavité alvéolaire, etc..
Bien que là aussi, ce procédé soit un progrès en ce
qui concerne 1 'implantologie, le coût de réalisation d'une matrice reprenant la forme en trois dimensions de la forme à reproduire et la maîtrise de toutes les phases du procédé impliquant également la maîtrise de la technologie des poudres font que ce procédé est particulièrement onéreux et contraignant et beaucoup plus adaptés à la réalisation d'implants standards se plaçant dans une néoalvéole.
Partant de cet état de fait et fort de son métier de prothésiste dentaire, le demandeur a mené des recherches visant à permettre la réalisation d'un implant prothétique dont la forme s'adapte au mieux à la cavité alvéolaire et dont le matériau répond à des conditions optimales de bio- compatibilité. Ces recherches ont abouti au concept original d'un procédé de réalisation industrielle d'un implant de prothèse alvéolo-dentaire s ' adaptant de façon optimale à la cavité alvéolaire et permettant d ' obvier aux inconvénients des procédés précités.
Selon l'invention, ce procédé de réalisation d'un implant de prothèse alvéolo-dentaire est du type de celui qui consiste à réaliser à partir d'un matériau bio- compatible une racine prothétique en reproduisant parfaitement la cavité laissée libre par l'avulsion, la perte d'une dent ou bien créée par perçage d'une néo- alvéole après cicatrisation de l'os alvéolaire à des fins de remplacement de ladite racine, de façon à permettre une ostéo-intégration optimale de l'implant, l'empreinte de la cavité étant réalisée par introduction d'un fluide dans celle-ci, de façon à ce qu'elle serve de maître- modèle pour une numérisation en trois dimensions de son profil à des fins de reproduction de celui-ci par un moyen de fabrication. Cette même empreinte prise dans la cavité alvéolaire peut servir de support au modelage d'un faux- moignon, de sorte que l'ensemble empreinte/faux-moignon soit numérisé et que le prof il en trois dimensions constitué par cet ensemble soit reproduit par ledit moyen
de fabrication.
Selon la caractéristique principale de l'invention, ce procédé est remarquable en ce qu'il consiste à utiliser comme matière d'oeuvre pour ledit moyen de fabrication, de l'oxyde de zirconium.
Ainsi comme un des procédés précités, le procédé de l'invention permet d'intégrer dans les paramètres de réalisation de l'implant prothétique le volume libre présent dans la cavité alvéolaire après perte accidentelle ou avulsion simple de la dent, caractéristique primordiale du fait que le volume libéré est très souvent différent du volume occupé par la racine de la dent. En effet, lors de l'avulsion de la dent, les différents mouvements imprimés à la dent et donc à la racine à des fins d'extraction de celle-ci, élargissent la cavité alvéolaire. De même, du fait que c'est le volume de la cavité laissé par la dent et non le volume occupé par la racine qui est reproduit, le volume occupé par les fibres entourant la racine (fibres de "Charpey" ) est pris en compte par le procédé de l'invention.
Cette intégration du profil de la cavité alvéolaire est possible en réalisant une empreinte de la cavité alvéolaire par introduction d'un fluide dans celle-ci, de façon à ce qu'elle serve de maître-modèle pour une numérisation en trois dimensions de son profil, à des fins de reproduction de celui-ci par un moyen de fabrication. La prise d'empreinte par l'introduction de fluide est le meilleur moyen de reproduction en positif du volume laissé libre. L'utilisation de l'oxyde de zirconium est particulièrement avantageuse en ce que ce matériau autorise une meilleure utilisation des moyens de fabrication existants du fait que l'oxyde de zirconium n'a pas les caractéristiques mécaniques d'une céramique, caractéristiques qui étaient responsables d'un mauvais usinage et donc d'un mauvais implant.
Le procédé du demandeur, contrairement aux procédés déjà existants de fabrication d'implant en céramique, ne cherche pas à essayer de modeler ou de réaliser un implant à partir d'une céramique mais d'un matériau dont les caractéristiques permettent l'utilisation de moyens de fabrication connus dans de meilleures conditions mais aussi de nouveaux moyens de fabrication ce matériau pouvant être transformé en céramique.
Ainsi, selon une caractéristique particulièrement avantageuse, le procédé de l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à photopo lymér i s er par stéréolithographie, suivant le profil en trois dimensions numérisé, l'oxyde de zyrσonium. La stéréolithographie, procédé connu de prototypage rapide, consiste, à partir d'un fichier de dessin en trois dimensions résultant de la numérisation du profil de l'empreinte, à réaliser le découpage virtuel en tranches horizontales à l'aide d'un logiciel dédié à la machine de stéréolithographie. Celle-ci reconstruit ensuite le profil numérisé couche par couche par empilage de tranches de matériau correspondant aux sections numérisées : photopolymérisation à travers le balayage en surface d'un faisceau laser ultraviolet. La stéréolithographie a l'avantage de proposer, à partir d'un profil numérisé, n'importe quelle forme et permet donc la réalisation de formes uni, bi, tri-radiculées d'une racine.
De même, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé de réalisation est remarquable en ce qu'il consiste à usiner par fraisage, suivant le profil en trois dimensions numérisé, l'oxyde de zyrconium.
L'oxyde de zirconium, additionné d'un liant spécifique ultérieurement éliminé par brûlage, permet d'être photopolymérisable . De plus, cet oxyde de zirconium, placé dans un moule cylindrique de façon à ce que, sous l'action d'une poussée isostatique, il définisse
un cylindre qui sera ultérieurement pré-fritté, a pour caractéristique particulièrement avantageuse d'être usinable.
Après mise en forme par stéréolithographie ou fraisage, l'oxyde de zirconium a pour propriété intrinsèque de devenir, sous l'action d'un frittage (cuisson à très haute température), une céramique appelée la "Zircone". La "Zircone" est une céramique cristalline d'une grande dureté particulièrement bien adaptée à une utilisation en implantologie. De plus, la couleur blanche de la "Zircone" lui donne une esthétique au niveau de la jonction gingivale que n'ont pas les autres matériaux et notamment le titane.
Lorsque l'empreinte prise dans la cavité alvéolaire sert de support au modelage d'un faux-moignon, l'ensemble empreinte/faux-moignon est numérisé et le profil en trois dimensions constitué par cet ensemble peut être photopolymérisé par stéréolithographie ou usiné par fraisage. Ainsi, l'implant devient une structure monolithique en "Zircone", ce qui permet de diminuer le nombre de pièces puisqu'il intègre dans sa structure l'image de l'empreinte prise dans la cavité alvéolaire ainsi que l'image du faux-moignon modelé sur l'empreinte et donc de diminuer les coûts de réalisation d'un implant en deux parties dissociables. Le faux-moignon en "Zircone" sert alors classiquement à la fixation de la couronne prothétique, partie esthétique de la prothèse.
L'invention concerne également les implants obtenus à partir d'un tel procédé de fabrication d'un implant de prothèse alvéolo-dentaire. Cet implant prothétique est remarquable en ce qu'il présente une structure monolithique en "Zircone", résultat après cuisson de la forme stereolithographiee ou usinée d'oxyde de zirconium suivant le profil numérisé, dont la partie correspondant à la stéréolithographie ou au fraisage du profil de
l'empreinte dans sa portion en contact avec l'os lamellaire, est sablée et munie de formes de rétention.
Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation des étapes successives d'un procédé de réalisation d'un implant de prothèse dentaire conforme à l'invention.
Lors de la perte ou l'avulsion simple d'une dent cariée, la situation clinique peut déterminer la nécessité de réaliser un implant. Le praticien nettoie alors, par un curetage, la cavité alvéolaire libérée puis y introduit un fluide afin d'en prendre l'empreinte.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention mais non limitative, le fluide employé pour réaliser l'empreinte est un hydroσolloïde, qui offre de nombreux avantages et parmi ceux-ci : - sa propriété non-iatrogène,
- ses propriétés physiques adéquates,
- sa stérilité,
- et une grande fidélité de reproduction.
Un autre avantage de la prise de l'empreinte est la distinction de la limite de l'alvéole formée par l'os lamellaire et de son prolongement gingival contrairement au procédé antérieur décrit précédemment qui obligeait le praticien à délimiter lui-même sur la dent ou la racine arrachée la limite de l'alvéole. Conjointement à la prise de l'empreinte de la cavité alvéolaire, le praticien réalise une empreinte de situation qui lui permet de positionner la cavité alvéolaire par rapport aux dents se trouvant de part et d'autre de l'alvéole, ainsi qu'une empreinte antagoniste qui lui permet de connaître le profil des dents se trouvant sur l'autre arcade dentaire. Ces deux prises
d'empreintes ont pour avantage de permettre au prothésiste de réaliser le faux-moignon par homothétie. La réalisation de la couronne prothétique en sera, dès lors, grandement facilitée. Le patricien peut également laisser cicatriser la cavité alvéolaire laissée libre et réaliser après cicatrisation une néo-alvéole dont il pourra prendre 1 ' empreinte.
Le modelage du faux-moignon est réalisé sur l'empreinte de la cavité, l'ensemble empreinte/faux- moignon est glacé afin de renvoyer le faisceau du laser du scanner pour que celui-ci puisse numériser le profil défini par l'ensemble empreinte/ faux-moignon . La numérisation est alors adressée vers un programme de stéréolithographie ou vers un programme d'usinage par fraisage.
L'utilisation d'un fichier CAO (conception assistée par ordinateur) communiquant avec la machine de stéréolithographie ou d'usinage, autorise le paramétrage d'un surdimensionnement de la partie numérisée, correspondant à l'empreinte dans sa portion en contact avec l'os lamellaire à des fins de stabilisation immédiate et parfaite de l'implant dans l'alvéole. Il permet également de surdimensionner la forme copiée de façon à prendre en compte le retrait du à la cuisson de l'oxyde de zirconium, lors du frittage. En outre, le programme pourra intégrer à l'intérieur de la racine prothétique telle que numérisée, la présence d'un puits permettant la fixation d'un faux-moignon standard. Un autre avantage d'une numérisation d'un profil à reproduire réside dans la transmission de ce genre d'informations numériques par le praticien, au moyen d'un modem ou d'un réseau, afin de commander à distance à une entreprise spécialisée la mise en fabrication de la prothèse correspondante.
Pour la stéréolithographie à partir du fichier
numérique CAO en trois dimensions représentant la pièce en volume, on réalise alors un découpage en tranches horizontales à l'aide d'un logiciel dédié à la machine de stéréolithographie. Cette machine reconstruit ensuite la pièce, couche par couche, par l'empilage de tranches d'oxyde de zirconium additionné d'un liant spécifique, par photopolymérisation au moyen du balayage en surface du faisceau laser ultraviolet de la machine. La pièce formée par les couches durcies d'oxyde de zirconium additionné du liant descend lentement dans un bac au fur et à mesure de sa construction. La stéréolithographie n'a pas les limitations d'un usinage classique et autorise donc la réalisation de toutes les formes de dents imaginables.
Une fois terminé, l'implant débarrassé des oxydes de zirconium non polymérisés est placé dans un four de brûlage afin d'éliminer le liant spécifique puis dans un four à ultraviolet pour compléter le durcissement final.
Pour le fraisage, la numérisation est adressée vers un programme de fraiseuse de l'oxyde de zirconium qui, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, se présente sous la forme de cylindres usinables .
Ces cylindres d'oxyde de zirconium sont obtenus par pré-frittage de cylindres d'oxyde de zirconium sortant d'un moule cylindrique dans lequel l'oxyde de zirconium a subi une pression isostatique. Cette caractéristique du procédé de l'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de rendre usinable une matière qui ne l'était pas naturellement. Cette caractéristique permet en outre l'utilisation du fraisage qui est un mode d'usinage classique.
Une fois la première cuisson passée pour la stéréolithographie ou une fois l'implant usiné, l'implant obtenu par l'un ou l'autre des moyens de fabrication subit un frittage afin de donner à l'oxyde de zirconium une structure cristalline adaptée, c'est à dire celle d'une
céramique appelée "Zircone". Cette opération se réalise dans un four spécifique qui porte l'oxyde de zirconium à une température de 1500°σ. Pendant ces différentes phases de cuisson, l'implant subit un retrait, celui-ci ayant été bien-entendu parfaitement paramétré en CAO.
Après la cuisson, un sablage est réalisé sur la partie de l'implant correspondant à la stéréolithographie de l'empreinte dans sa portion en contact avec l'os lamellaire afin que les parois de l'implant ainsi sablées, offrent une meilleure ostéo-intégration.
De même, des formes de rétention pourraient être aménagées sur la partie de 1 ' implant prothétique endo- osseux (qui s'enfonce dans l'os) pour offrir une meilleure prise à l'os lamellaire et permettre 1 ' ostéo-intégration. Avantageusement, ces formes de rétention pourront être paramétrées à partir du fichier CAO du programme de stéréolithographie .
Cette céramique "Zircone" est non organique, non métallique, bioσompatible, d'une grande dureté et facile à mettre en oeuvre. La céramique "Zircone" n'est pas soumise à l'oxydation puisqu'elle provient d'un oxyde de zirconium. Sa caractéristique non organique et bioσompatible permet aux tissus organiques du parodonte qui sont en contact avec 1 ' implant prothétique de 1 ' accepter et de réduire tout phénomène de rejet à leur minimum. La céramique "Zircone" est le matériau autorisant une ostéo- intégration dans les meilleures conditions. Le module de Young (module d'élasticité) et sa grande résistance mécanique la rendent particulièrement adaptée à 1 ' implantologie dentaire.
On comprend que le procédé de réalisation d'un implant de prothèse dentaire et les implants prothétiques obtenus selon ce procédé qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être
apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Ainsi, par exemple le profil numérisé pourra être différent de celui de la racine d'une dent unitaire et pourra intégrer des profils différents tel que les profils des travées de bridge.