Adrien LASTRADE et Aude MENARD

Généralités et propriétés

Il existe différentes familles de matériaux d’empreintes, et le choix de ce dernier va directement dépendre des propriétés mécaniques et de la technique d’empreinte choisie (1).

  1.  Principaux matériaux

Selon la classification d’O’Brien (2), il existe deux grandes familles de matériaux élastiques : les hydrocolloïdes et les élastomères.

 

Dans les années 1950, les hydrocolloïdes étaient principalement utilisés en prothèse fixée (3). On distingue alors deux matériaux : les réversibles, apparus en 1925, et les irréversibles en 1941 (4).

De nos jours, les hydrocolloïdes réversibles ne sont que très peu utilisés en prothèse fixée (5). Il en est de même pour les hydrocolloïdes irréversibles de la classe A, aussi appelés « alginate », qui voient leurs indications limitées dans ce type d’empreinte (6)(7). De nombreuses études montrent une diminution de la stabilité du matériau lorsque celui-ci n’est pas coulée dans les 10 minutes qui suivent la désinsertion (8,9), même si les nouveaux matériaux semblent améliorer ce dernier point (10).

 

Ainsi, deux matériaux à empreinte sont aujourd’hui principalement utilisés en prothèse fixée : les polyéthers et les silicones par addition, aussi appelés vinylpolysiloxanes (VPS) (4,5).

  • Polyéther

Apparu à la fin des années 1960, ce matériau à empreinte fait partie des plus utilisés en prothèse fixée (3,4). Conditionné sous forme de cartouches base/catalyseur, il est principalement utilisé avec un auto-mélangeur.

Les polyéthers sont vendus sous trois formes de viscosités : basse, moyenne et haute. Ils peuvent alors être utilisés soit en empreinte monophasique, soit en double-mélange (Fig 1) (4).

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Figure 1 : Empreinte double mélange réalisée avec des polyéthers

(Impregum, 3M ESPE)

  • Silicone

Les silicones par addition (type A), appelés aussi vinylpolysiloxanes (VPS), ont été introduits au milieu des années 70. C’est le matériau le plus utilisé en prothèse fixée (11). La réaction de polymérisation est dite par addition, ce qui implique qu’il n’existe pas de formation de produits volatils contrairement au silicone par condensation. Seule une formation d’hydrogène peut être observée, mais celle-ci est contrée par le rajout de produits absorbeurs tel que le platine ou le palladium (3, 5, 12).

Les VPS présentent l’avantage d’avoir un large choix de viscosités allant de l’extra-light au putty. Celle-ci dépend en réalité de la quantité de charge en silices au sein du matériau (3-5). Cette multiplicité des viscosités leur permet de pouvoir répondre à différentes techniques d’empreinte comme la « double-mélange » ou la « wash-technique » (Fig 2-3).

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Figure 2 : Empreinte double mélange réalisée avec des silicones  par addition (Hydrorise, Zhermack)

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Figure 3 : Empreinte wash technique réalisée avec des

silicones par addition (Aquasil, Dentsply Sirona)

Des précautions doivent être prises vis-à-vis de sa polymérisation qui peut être inhibée par le latex (présent dans les gants, feuilles de digue) ainsi que par le sulfate ferrique contenu dans certains produits de rétraction gingivale (13,14).

    2.  Propriétés

La mouillabilité représente la capacité d’un fluide à s’étaler à la surface d’un solide. Elle va être mesurée par l’angle de contact formé entre la surface et le matériau (15).

De cette propriété va directement découler le caractère hydrophobe ou hydrophile du matériau (15). Si l’angle de contact est supérieur à 90°, le matériau est dit hydrophobe et s’il est inférieur, il est dit hydrophile (16).

Les polyéthers sont connus pour être hydrophiles et ont donc une bonne mouillabilité ce qui leur confère une certaine tolérance à l’humidité. Malgré tout, les études montrent qu’il reste recommandé d’effectuer les empreintes en milieu sec (3, 4, 17).

Les VPS quant à eux, du fait de leur structure chimique, sont connus pour être hydrophobes ce qui représente alors l’une des grandes limites de ce matériau (3, 17). Cependant, les nouvelles générations de VPS tendent à améliorer ce paramètre par l’ajout d’un surfactant non ionique qui permet de réduire l’angle de contact et donc d’augmenter la mouillabilité de ces matériaux (17, 18). Malgré cela, les polyéthers restent à ce jour plus hydrophiles (16, 19).

  • Stabilité dimensionnelle

Cette propriété est recherchée lors de la prise d’empreinte mais doit également être maintenue durant un temps donné avant la réalisation du modèle de travail (3).

Il a été démontré dans la littérature que de nombreux facteurs intrinsèques aux matériaux utilisés pouvaient influencer ce paramètre (20-22). En 2011, une revue de la littérature a permis de définir une température de stockage idéale de 21°C +/- 2°C (23).

Certains facteurs extrinsèques semblent également jouer sur la stabilité dimensionnelle des matériaux comme le choix du porte-empreinte et l’utilisation d’un adhésif (20-22).

Les VPS sont les matériaux les plus stables du fait de leur réaction de polymérisation par addition (11). Ils peuvent en effet être coulée jusqu’à 1 à 2 semaines après la prise de l’empreinte (3,24). Le caractère hydrophobe de ce matériau lui permet également d’être stable indépendamment de l’humidité environnante (25).  A l’inverse, les polyéthers vont être plus sensibles avec un risque d’absorption hydrique. Il a été démontré qu’il fallait éviter qu’ils soient exposés à une humidité de plus de 50% (25).

  • Récupération élastique

Elle est définie comme l’habilité d’un matériau à revenir à son état d’origine après la désinsertion de l’empreinte. Aucun matériau n’a une récupération à 100%. Plus les contraintes de retrait sont importantes (contre-dépouilles, zones inter-proximales), plus la récupération est incomplète (29). Les VPS détiennent une très bonne récupération élastique étant donné qu’elle s’approche des 99% (3,5,11).

  • Flexibilité et Résistance au déchirement

La rigidité des polyéthers est la plus élevée des élastomères. Ce paramètre va rendre plus difficile la désinsertion de l’empreinte, ce qui peut augmenter le risque au niveau parodontal sur des dents déjà affaiblies et augmenter également le risque de fracture du modèle de travail lors du démoulage. Il est donc nécessaire de combler les contre-dépouilles afin de permettre une désinsertion plus aisée et en particulier face à des éléments prothétiques de types bridges (30). Afin de palier à ce problème, des nouvelles générations de polyéthers, appelés « soft », sont apparus (3, 5).

Les VPS ont un module d’élasticité plus faible et sont donc plus facile à retirer (31). Par ailleurs, leur résistance au déchirement est par conséquent plus importante. Cette dernière propriété est essentielle et doit être maximale au moment du retrait de l’empreinte (32).

Interactions des matériaux à empreintes

  1. Scellement Dentinaire Immédiat (IDS)

  • Quelle conséquence de l’IDS sur la prise d’empreinte ?

Magne, dès 2009 (33), montre l’interaction entre l’IDS et les matériaux à empreinte. Comme toutes les résines polymères, la polymérisation de l’adhésif est inhibée par l’oxygène de l’air. Il existe ainsi une fine couche, pouvant aller jusqu’à 40 microns, d’adhésif non polymérisé à la surface d’un IDS. Cette couche de consistance gélatineuse se compose principalement de monomères résiduels n’ayant pas réagi lors de la réaction de polymérisation.

Ces monomères résiduels vont à leur tour interagir avec les matériaux à empreinte (34). Le VPS ou le polyéther, vont ainsi adhérer à la résine en une couche plus ou moins fine et avec une certaine irrégularité. Ces interactions diffèrent selon le matériau utilisé : le VPS adhère à l’adhésif mais reste non polymérisé tandis que dans le Polyéther adhère en étant polymérisé.

  • Comment améliorer ses empreintes après IDS ?

Cette problématique d’adhérence des matériaux d’empreinte à la couche d’inhibition de l’IDS a été soulevée par de nombreux auteurs, dans des études in-vitro.(33–36) Cependant, si les auteurs s’accordent sur l’importance de diminuer ou supprimer la couche d’inhibition pour supprimer l’interaction avec le matériau à empreinte, les moyens mis en œuvre peuvent varier.

 

Nous pouvons retenir le protocole proposé par Magne et Nielsen en 2009 (33) et  Khakiani en 2019 (36), la couche d’inhibition doit être photopolymérisée à travers un gel de glycérine pendant 10 secondes à 800mW/cm2. La mise en place de glycérine a pour objectif de supprimer le contact de l’adhésif avec l’oxygène de l’air tout en laissant traverser un maximum de rayonnement UV. Pour terminer la préparation de la surface de l’IDS, avant l’empreinte, ces auteurs recommandent également de polir la surface avec une pate abrasive et une cupule de prophylaxie en silicone souple à une vitesse lente de 500 rpm. Si les résultats de ce protocole sont efficaces à 100% in vitro pour les matériaux à empreintes VPS, ce n’est pas le cas des Polyéthers qui adhèrent et se déchirent au niveau de l’interface avec l’IDS. Ainsi, Magne et Nielsen recommandent de ne pas utiliser de Polyéther pour les empreintes sur scellement dentinaire immédiat.

    2.  Désinfection des empreintes 

Egusa et al. ont retrouvé systématiquement la présence d’agents pathogènes sur des empreintes aux hydrocolloïdes et sur les modèles en plâtre issus de ce empreintes. (37)

De plus, le praticien est tenu de tout mettre en œuvre afin d’éviter la propagation des micro-organismes à l’extérieur du cabinet, confirmant la nécessité de traiter les empreintes au cabinet dentaire avant envoi au laboratoire.(38)

  • Rinçage à l’eau 

D’après les recommandations françaises (Direction Générale de la Santé 2006 ; ADF 2015(39)), le rinçage à l’eau courante est la première étape des procédures. Elle est considérée comme primordiale et précède la désinfection.

Ce rinçage de l’empreinte immédiatement après sa désinsertion permet l’élimination des débris organiques sanguins et salivaires, des mucosités, ainsi que de la plaque bactérienne. Le temps écoulé doit être le plus court, car plus le délai augmente, plus les bactéries s’organisent et forment des biofilms leurs permettant d’être plus résistantes à la désinfection. Ainsi, selon les études, rincer l’empreinte réduit de 40 à 90% le nombre de micro-organismes présents à sa surface. Ce rinçage doit durer entre dix et quinze secondes selon les auteurs, sous une eau froide et à débit important (Fig 4). (38)

fig 4.jpg

Figure 4 : Rinçage à l’eau de l’empreinte durant 10 à 15 secondes

Ce rinçage aura également pour objectif, en diminuant les déchets organiques, de potentialiser l’action des désinfectants. En effet, l’hypochlorite de sodium, les produits iodophores, l’alcool ou les phénols voient leurs actions annihilées par la présence de résidus organiques sanguins ou salivaires. Les excès d’eau doivent être éliminés en secouant énergiquement l’empreinte ou en la soufflant délicatement, ces excès d’eau pouvant diminuer l’efficacité de la solution désinfectante en la diluant.

  • La désinfection 

La désinfection est une « opération au résultat momentané permettant d’éliminer ou tuer des micro-organismes et/ou d’inactiver les virus indésirables portés par des milieux inertes contaminés » selon la norme AFNOR (2015).

Le principe actif du désinfectant doit opérer une activité de type « cide » et non « statique » et agir sur un large spectre d’activité (40).  Il doit répondre à des normes qui garantissent les caractères bactéricide (EN 13727 ; EN 14561), fongicide (EN 13624 ; EN 14562) et virucide (EN 14476 : seule norme efficace contre le SARS-CoV-2), en cas de technique par immersion, auxquelles s’ajoute la norme EN 16615 en cas de technique par pulvérisation, selon ProdhybaseÒ.

Les principes actifs retenus le plus fréquemment pour la désinfection des empreintes sont à base d’aldéhydes, d’ammonium quaternaire, d’hypochlorite de sodium, de phénols et de peroxyde.(41) Point important de la désinfection des empreintes, il existe une incompatibilité chimique entre certains désinfectants. Le contact de l’hypochlorite de sodium avec d’autres produits chimiques, peut diminuer son efficacité.(39) Une empreinte dentaire ne peut donc subir deux traitements désinfectants successifs de manière aléatoire. Une communication du type de désinfection doit donc être produite par le praticien au laboratoire de prothèse.(38)

 

Les deux techniques les plus courantes en matière de désinfection des empreintes dentaires sont la pulvérisation et l’immersion (Fig 5 et 6). Si les études ne concordent pas sur le sujet, il semblerait tout de même que l’efficacité de la désinfection par pulvérisation ou immersion ne comportent pas de différence significative.(42,43)

fig 5.jpg

Figure 5 : Désinfection d’une empreinte

par pulvérisation

fig 6.jpg

Figure 6 : Désinfection d’une empreinte

par immersion

L’hydrophilie d’un matériau à empreinte va directement influencer son comportement lors de la désinfection. Plus le matériau est hydrophile, plus il présentera d’une part une contamination importante par les micro-organismes buccaux et plus il sera, d’autre part, sensible aux variations dimensionnelles.(38,41,42)

Les hydrocolloïdes irréversibles, très hydrophile, ont ainsi la plus grande susceptibilité à la contamination parmi les matériaux à empreintes de précision suivi par les polyéthers eux aussi hydrophiles. (41,42). Cependant, même lors de la désinfection par technique d’immersion, un temps de trempage de courte durée (10 min) ne provoque aucune variation dimensionnelle cliniquement significative pour ces matériaux. (41,44)

Les VPS sont hydrophobes, de nature, ils peuvent de ce fait être désinfectés par immersion y compris sur une longue durée sans risque de variations dimensionnelles.(41) Cependant différents auteurs se sont intéressés aux VPS de nouvelle génération commercialisés sous l’appellation « hydrophile » ou « ultrahydrophile », partant du principe que l’adjonction de surfactants peut modifier leur comportement par rapport aux VPS traditionnels.(41) En effet, ces agents tensioactifs non ioniques sont ajoutés pour améliorer d’une part la qualité de l’empreinte, non impactée par la désinfection, et d’autre part la coulée du plâtre sur laquelle la désinfection peut jouer un rôle néfaste. D’après Blalock et al. en 2010 et Punj et al. en 2017(45,46), l’augmentation du temps de contact entre le désinfectant et les VPS contenants un tensioactif peut modifier considérablement la mouillabilité et la rendre similaire aux VPS traditionnels. Cependant, le respect des délais de désinfection recommandés par les fabricants permet de réduire la perte du surfactant et d’améliorer la mouillabilité.(46)

Conclusion

Malgré l’avènement des empreintes numériques, le choix et l’utilisation d’un matériau à empreinte reste d’actualité. Bien que leurs indications cliniques soient communes, il reste important de ne pas les « confondre » et de bien distinguer les avantages et les inconvénients inhérents à chacun d’entre eux, notamment lors de la prise d’empreinte d’une préparation avec IDS, l’interface matériau à empreinte/adhésif semble être source d’erreurs avec les polyéthers ou lors de la désinfection.

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