Le zirconium ou Zarkun (en arabe) signifiant « couleur de l’or » est l’élément de base d’une céramique qui est aujourd’hui parmi les produits de choix dans nos cabinets dentaires ; non seulement comme alternative au métal, mais aussi utilisable pour obtenir des résultats esthétiques.
D’abord, utilisée dans l’aéronautique puis par nos confères orthopédistes pour sa biocompatibilité, c’est à la fin des années 80 qu’elle a commencé à être employée en prothèse dentaire.
Composition
Le zirconium est selon la classification du tableau périodique des éléments un métal. Il porte le numéro atomique 40.
Fig. 01 : cristal de zirconium.
Pour notre usage dentaire, c’est la forme oxydée de la zircone qui est utilisée. Elle doit alors être stabilisée par adjonction d’autres oxydes tels que l’Yttrium ou l’Alumine. Pour faciliter son utilisation, elle va être chauffée à très haute température afin de la réduire sous forme de poudre blanche.
La poudre obtenue est très stable, de structure régulière et présente peu d’impuretés.
Fig. 02 : poudre de zircone.
Elle est ensuite pressée pour être stabilisée sous forme de blocs ou disques qui seront usinables au laboratoire de prothèse.
Il existe deux procédés pour la réalisation des disques : la pressée axiale et la pressée isostatique. Le procédé différera en fonction des indications de réalisation.
Fig.03 : schéma des modes de pressées.
Évolution
Les travaux sur la zircone ont permis de considérablement faire évoluer cette céramique et de pouvoir la travailler différemment aujourd’hui. À l’origine, le matériau n’était pas esthétique et ne servait qu’à la réalisation d’armatures ou de couronnes monolithiques destinées aux secteurs postérieurs. Aujourd’hui ses propriétés optiques améliorées, nous autorisent un usage dans les secteurs esthétiques avec ou sans stratification. Ceci est permis par acquisition de la translucidité par élévation de température de frittage. On retrouve les techniques de bijouterie où la zircone va être montée à très haute température pour donner l’illusion du diamant.
Fig.04 : évolution de la zircone.
Propriétés
La zircone est allotropique : en fonction de la montée en température, elle va présenter différentes formes d’arrangements atomiques. Celles-ci (monoclinique, tétragonale, cubique) définiront des propriétés mécaniques et optiques différentes. Il faut retenir que l’amélioration des propriétés optiques se fait au détriment des propriétés mécaniques. Il conviendra donc d’anticiper en fonction de la réalisation prothétique le type de zircone qui se prêtera le mieux au cas.
Fig. 05 : schéma des propriétés de la zircone en fonction des formes.
La propriété principale de la zircone est sa biocompatibilité. Elle est très bien tolérée par les tissus parodontaux et se prête parfaitement aux restaurations dentoportées comme implantoportées, unitaires comme plurales.
Fig.06 : synthèse des propriétés et indications de la zircone.
Traitement au laboratoire
Aujourd’hui, le seul mode de traitement de la zircone est l’usinage. Elle se présente sous deux formes : les blocs destinés plutôt aux usineuses cabinet et les disques pour le laboratoire de prothèses. Dans les deux cas, l’usinage se fera en milieu sec et sous aspiration. Le matériau présenté sous forme préfrittée est très tendre et facile à travailler.
Fig.07 : blocs zircone (DentalDirekt).
Fig.08 : disque zircone (DentalDirekt).
Fig.09 : usinage de la zircone en milieu sec (Dentsply Sirona).
C’est après frittage/cuisson que la zircone obtiendra ses propriétés mécaniques. Les cuissons ou sintérisations sont longues (plusieurs heures). Au cours de cette cuisson, la zircone va subir une rétraction de prise de l’ordre de 20 à 30%. Ce phénomène anticipé lors de l’usinage aura pour avantage de permettre d’obtenir des morphologies plus travaillées qu’un usinage à l’échelle 1.
Fig.10 : contraction en volume avant et après sintérisation.
La zircone peut être traitée selon différents procédés. Pour les infrastructures, elle sera brut ou infusée pour pendre une teinte type faux moignon. Le prothésiste la trempe dans un bain pour la colorée uniformément selon une teinte.
Il jouera alors sur l’opacité du matériau et pourra ensuite céramiser la structure.
La deuxième option consiste en l’utilisation de disques pré-teintés, soit uniformes soit avec dégradés de teinte.
Fig.11 : disque avec dégradé de teinte (DentalDirekt).
Enfin, la troisième option est d’infiltrer la zircone pour la personnaliser. Elle sera peinte par le prothésiste pour créer les dégradés de teintes et les effets avant cuisson.
Fig.12 : infiltration de la zircone.
Cette technique a pour avantage par rapport à un maquillage de surface de permettre une meilleure stabilité (l’infiltration est faite à cœur) et donc un rendu avec plus de profondeur de la restauration.
Fig.13 : 3 couronnes zircone monolithiques : brute, après infiltration, après maquillage et glaçage.
La zircone est la céramique qui a le plus évoluée ces dernières années. Elle présente aujourd’hui des propriétés mécaniques et esthétiques qui la rende très polyvalente. Le dernier enjeu avec ce matériau est le collage qui en ferait un matériau quasi parfait.
Remerciements aux Dr Fabienne Jordana, Dr Eléonore Crauste ainsi qu’à Digital Labs.
