4 . 3  -  Propriétés physico-chimiques

4 . 3 . 1  -  Contraction de polymérisation

Le retrait de polymérisation des résines composites à base de matrice acrylique est inhérent à la réaction de polymérisation elle-même et dépend de leur composition chimique, de la fraction volumique des charges et du degré de conversion (mesure du degré de polymérisation) lors de la polymérisation qui n'est jamais totale et uniforme.
Les contraintes mécaniques apparaissant pendant et après la phase de polymérisation s’exercent simultanément dans les tissus minéralisés, dans le matériau et à l’interface entre les deux. Ces contraintes peuvent avoir de mauvaises conséquences cliniques : flexion des cuspides allant jusqu’à des fractures des limites amélaires, sensibilités post-opératoires et formation de hiatus périphériques.

⇒ ⇒ Contraintes à l’interface

En principe, un pourcentage élevé de charges diminue le retrait de polymérisation à cause de la réduction du pourcentage de matrice résineuse. Or, les composites hybrides n’ont pas nécessairement un taux de rétraction de prise plus faible que les composites microchargés (Tableau 3). Ceci s’explique en partie par la présence de particules prépolymérisées dans les microchargés qui ne participent pas à la rétraction de prise. De plus, l’addition de diluants, afin de contrebalancer l’augmentation rapide de la viscosité des composites hybrides, due à l’augmentation du nombre de particules, augmente la rétraction de prise.
Les composites fluides se rétractent plus que les autres composites (Tableau 3), en raison, entre autres de leur plus faible pourcentage de charges.
Enfin, l'élément essentiel à prendre en compte, plus que le pourcentage de rétraction est la contrainte à l'interface dent-matériau qui dépend non seulement du pourcentage de rétraction mais aussi de la cinétique de polymérisation.
Pour limiter les conséquences cliniques, différentes procédures, adoptées depuis longtemps, restent d'actualité : technique d’obturation (stratification, quantité de matériau/couche), polymérisation (ex: "soft start" polymérisation), facteur de configuration (facteur C), etc…
                        
Conséquences cliniques :

• Tensions au niveau des tissus dentaires pouvant entraîner des flexions des cuspides, des fragilisations ou des ruptures de l’émail,
• Déchirures +/- étendues et profondes au niveau du joint avec création d’un hiatus périphérique favorisant la percolation marginale, les dyscolorations, les réactions inflammatoires pulpaires, les récidives de caries,
• Contraintes internes dans le matériau favorisant la rupture partielle ou complète de la liaison résine-particule, apparition de fractures cohésives dans le matériau.
• Diminution de la résistance mécanique.

Cinétique de la rétraction de prise des composites chémopolymérisables et photopolymérisables.

La prise plus lente des composites chémopolymérisables facilite la dissipation des contraintes de rétraction, bien que le pourcentage final de rétraction soit du même ordre (Figure 16).

Figure 16 : cinétique de polymérisation des composites chémo et photopolymérisables
(Vreven J et Raskin A, EMC, 1996)

Cette cinétique de polymérisation dépend, quel que soit le type de polymérisation, du mode de polymérisation (Standard, Pulsé, Exponentiel), du type de lampe (puissance, durée, type de source lumineuse), de la distance entre le composite et la source et, du type de composites (monomères, teinte).

4 . 3 . 2  -  Propriétés thermiques

Elles  interviennent également dans l’intégrité du joint périphérique :

- Coefficient de dilatation thermique.
Le coefficient de dilatation thermique des résines composites est 2 à 4 fois plus grand que celui des tissus dentaires :

• 25.10-6/°C     <     composites macrochargés     <     35.10-6/°C
• 22.10-6/°C     <     composites hybrides    <     35.10-6/°C
• 45.10-6/°C     <     composites microchargés     <     70.10-6/°C

Rappel : Email :  11,4.10-6/°C  &  Dentine : 8,3.10-6/°C

Des contraintes peuvent apparaître à l’interface matériau/dent lors des changements de température.

- Conductibilité thermique.
D’une façon simple, on peut dire que la conductivité thermique est l’aptitude d’un matériau à transmettre la chaleur qui lui est fournie.
Les résines composites ont une faible conductibilité thermique (1,09 W.m-1.K-1), proche de celle de l’émail (0,93 W.m-1.K-1) et de la dentine (0,64 W.m-1.K-1), contrairement à l’amalgame (83 W.m-1.K-1).

La différence de coefficient de dilatation thermique entre la résine composite et les tissus dentaires peut entraîner des contraintes à l’interface matériau/dent lors de changements de températures mais la conductibilité thermique des résines composites étant semblable aux tissus dentaires et faible, il faut probablement des changements de température prolongés pour que ces contraintes puissent être transmises.

4 . 3 . 3  -  Absorption hydrique et solubilité

Une parfaite étanchéité nécessiterait une interface de l’ordre du nanomètre.
Le comportement hydrique est en relation directe avec la qualité de la polymérisation.
• Absorption d’eau comprise entre 0,2 et 2,2 mg/cm².
• Solubilité dans l’eau après 2 semaines varie entre 0,01 et 2,2 mg/cm²,
• L’expansion volumétrique résultante (0,3 à 4%) compense la rétraction de polymérisation.

4 . 3 . 4  -  Propriétés optiques et radiographiques

La réduction du nombre de teintes disponibles dans un système et l’apparition d’une nouvelle terminologie caractérise l’évolution colorimétrique des nouvelles résines composites. En effet, depuis quelques années, certains fabricants avaient multiplié le nombre de teintes afin de réaliser des restaurations d’un niveau esthétique élevé. Cependant, cette approche se heurte aux limites de la perception visuelle et à la discrimination précise de la totalité des teintes par les praticiens (ΔE doit être > 3.3).
La dentine et l’émail ont des propriétés optiques différentes : la dentine est caractérisée par une opacité élevée, une fluorescence marquée et une variabilité importante de sa saturation liée à l’âge du patient ; à l’inverse l’émail est translucide, opalescent et très faiblement saturé.
Les différences d’opacité sont obtenues grâce aux différences d’indice de réfraction entre les charges minérales et la matrice ; les différents niveaux de saturation sont obtenus grâce à des concentrations variables en oxydes métalliques.

Les éléments lourds contenus dans les charges (numéro atomique élevé) permettent la visualisation radiographique.

4 . 3 . 5  -  Adhérence

Une résine composite n’adhère pas spontanément aux tissus dentaires. Pour qu’il y ait adhérence aux tissus dentaires, il faut utiliser un système adhésif :
- Mordançage de l’émail (micro-rétentions), de la dentine (ouverture des tubuli), conditionnement ou élimination de la boue dentinaire,
- Agent de couplage amélo-dentinaire : les meilleurs résultats sont obtenus avec des adhésifs chargés et ayant un solvant ne contenant pas d’acétone (volatile, très opérateur dépendant).

Conclusion

L’évolution structuraledes composites a surtout été marquée par l’augmentation du pourcentage de charges, la diminution de leur taille, la modification de leur forme, l’amélioration de l’agent de couplage (silane) et l’utilisation de particules de charges moins dures. La consistance de ces matériaux a également été diversifiée puisque proposés initialement en une seule viscosité « classique », moyenne, ils existent maintenant aussi sous la forme de composites fluides ("flowables") et de composites compactables ("packables"). Des composites  macrochargés à la « nano » technologie, en passant par les microhybrides et les ormocers, les résines composites se sont fortement développées.

On peut distinguer actuellement trois familles de résines composites : les MACROCHARGES, les HYBRIDES et les MICROCHARGES, les hybrides comportant le plus grand nombres de matériaux. Parmi ceux-ci, on peut distinguer les microhybrides (taille moyenne des particules de charges < 1 µm) et les microhybrides nanochargés (contenant des particules nanométriques).

10/10