Comparaison entre l oxyde de zirconium et le titane en implantologie

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Comparaison entre l’oxyde de zirconium et le titane en implantologie

Le présent article se propose de comparer le titane et l’oxyde de zirconium d’après les principaux critères d’un implant à l’aide d’une revue de la littérature scientifique. Les résultats similaires des deux matériaux en termes de biocompatibilité et d’ostéointégration s’expliquent par leur surface oxydée. Leurs différences de réaction avec les tissus mous, de stabilité, d’esthétique et de corrosion sont, quant à elles, essentiellement dues aux propriétés différentes des métaux et des oxydes métalliques. Depuis quelques années, l’oxyde de zirconium gagne du terrain en implantologie dentaire. Les implants dentaires monoblocs fabriqués dans ce matériau sont d’un blanc éclatant et, qui plus est, sans métal. Ces deux propriétés sans doute très intéressantes suggèrent a priori une supériorité par rapport au titane. Mais quels résultats obtiendraient ces deux matériaux dans le cadre d’une analyse comparative ? C’est pour répondre à cette question que la documentation scientifique existante a été passée en revue pour recenser et confronter les performances des deux matériaux dans un certain nombre de paramètres d’implants dans le cadre d’une analyse comparative. Définitions Il peut paraître judicieux de définir exactement la terminologie avant de procéder à une comparaison. Un coup d’œil sur un tableau périodique des éléments chimiques suffit pour constater que la zircone et le titane sont deux éléments qui appartiennent au même groupe et qui, par conséquent, sont très apparentés chimiquement. Afin de comprendre les grandes différences entre ces deux systèmes d’implant, il est indispensable de décoder chacune des deux

« formes » possibles de ces matériaux. Dans leur forme pure, le titane et la zircone sont des éléments métalliques qui possèdent les propriétés inhérentes à tout métal : • Plasticité • Conductibilité électrique • Conductibilité de la chaleur • Éclat métallique • Sensibilité à la corrosion En revanche, quand ces deux éléments se trouvent dans leur forme oxydée, nous avons affaire, non plus à des métaux, mais à des oxydes métalliques, qui possèdent une autre structure chimique et par conséquent des propriétés tout à fait différentes : • Électriquement neutre • Grande dureté • Couleur blanche • Relativement inerte chimiquement Il faudrait donc toujours parler d’« oxyde de zirconium » ou, encore plus exactement, d’« implants en dioxyde de zirconium », car ce que nous avons ici est un oxyde métallique pur (non métallique), retraité en une céramique oxyde. En anglais, on emploie également le terme de « zirconia » pour désigner l’oxyde de zirconium. Dans le domaine des implants en titane, le terme « implants en oxyde de titane » est très répandu, bien que l’oxyde de titane pur soit blanc comme neige, à l’instar de l’oxyde de zirconium. Mais cette dénomination n’est en réalité pas complètement erronée, puisque la périphrase « oxyde de titane » tient compte du fait qu’une couche d’oxyde de titane « épaisse » de 2 à 5 micromètres se dépose en une fraction de seconde à la surface de l’implant en titane (voir Figure 1). Cette couche très fine joue un rôle

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biologique très important en implantologie, car elle « masque » le métal situé sous la couche et le rend invisible à tous les processus tissulaires intégratifs. Le titane n’est pas reconnu par les cellules comme étant un métal : il est alors toléré par les tissus [16, 9].

supérieure. Dans cette étude, les implants en oxyde de zirconium dotés d’une surface rugueuse se sont avérés significativement supérieurs aux implants en oxyde de zirconium non traités en termes d’ostéointégration (voir Figure 2). On en a ainsi conclu qu’une amélioration de l’ostéointégration était possible en augmentant Compatibilité biologique la rugosité de surface. Il n’est donc pas étonnant de trouver, à la lecture Les effets potentiels du comportement des études menées sur la biocompatibilité de inflammatoire de la gencive ont également été ces deux matériaux, des résultats relativement étudiés pour les deux matériaux d’implant. Dans concordants, puisque, chimiquement, les deux une étude de Scarano et al. [14], des petits disques types d’implants sont composés exclusivement des deux matériaux de même rugosité ont été d’oxyde métallique. Albrektsson et al. [1] avaient fixés dans la région molaire des sujets. Après 24 déjà trouvé que les deux matériaux étaient bien heures, l’importance de la colonisation acceptés par les tissus et ne présentaient aucune bactérienne a été mesurée. L’oxyde de zirconium réaction négative avec les tissus. Ces résultats a donné de meilleurs résultats avec une densité ont été confirmés dans les études comparatives bactérienne significativement inférieure. Si, de Dubruillé et al. [4], Kohal et al. [10] et Sennerby comme l’ont conclu les auteurs, on estime que la plaque dentaire bactérienne joue un rôle majeur et al. [17). Les propriétés d’ostéointégration des deux dans la réaction inflammatoire des tissus, alors matériaux ont également été étudiées dans le les surfaces dentaires ou d’implant présentant cadre d’études comparatives ; Albrektsson et al. une affinité moindre pour la plaque devraient a [1] et Kohal et al. [10] n’ont pas, dans un premier contrario constituer un terrain favorable pour temps, mis à jour de différence significative entre les tissus mous. Glauser et al. [6] et Sidharta [18] les deux. Ce n’est que dans des études plus ont confirmé la réaction favorable des tissus récentes que des divergences ont été identifiées, mous à l’oxyde de zirconium, qui s’est d’ailleurs dues toutefois à la différence de rugosité de avérée être légèrement meilleure que celle des surface des implants étudiés (voir Figure 2). surfaces dentaires naturelles dans les deux Sennerby et al. [17] ont montré que les implants travaux (voir Figure 3). de rugosité de surface comparable présentaient une ostéointégration comparable. Les implants en oxyde de zirconium à surface lisse ont en revanche affiché des scores significativement plus mauvais. Gahlert et al. [5] ont trouvé les mêmes résultats : ils ont rapporté qu’un implant en titane de surface deux fois plus rugueuse qu’un implant en oxyde de zirconium présentait une ostéointégration elle aussi deux fois Fig. 1 :: implants en coupe transversale / principe du revêtement du matériau

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Fig. 2 :: surface d’oxyde de zirconium rugueuse vue au microscope / Source : fabricant d’oxyde de zirconium Metoxit AG

céramique oxyde (voir Figure 4). Bien que le titane soit revêtu d’une couche d’oxyde, qui comme l’oxyde de zirconium ne peut pas se corroder, une corrosion a toutefois clairement été mise à jour sur des surfaces en titane exposées à certains milieux acides [21, 19]. Cet effet a été observé en cas d’utilisation de vernis fluorés ou de gels fluorés, utilisés par exemple en prévention. On suppose alors qu’en milieu acide, la surface d’oxyde du titane est colonisée par des ions fluor et que cela perturbe la protection contre la corrosion [21].

Fig. 4 :: Source : fabricant d’oxyde de zirconium Metoxit AG

Fig. 3 :: gencive sans inflammation

Propriétés physiques Si l’on compare les deux matériaux d’implant en termes de stabilité, le titane a certainement l’avantage, en tant que métal, d’être malléable à froid et par conséquent d’absorber les tensions dues à la torsion dans la structure métallique. Mais si l’on en croit certaines études, l’oxyde de zirconium possède également d’excellentes propriétés physiques qui lui permettent de faire face aux forces d’occlusion grâce à une résistance suffisamment élevée à la fracture [3, 20, 2, 15]. Sa résistance élevée à la flexion et à la rupture est particulièrement remarquable pour une

Fig. 5 :: principe de l’illumination de la gencive selon Junge [7]

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Application clinique D’un point de vue esthétique, l’avantage d’un matériau de la couleur naturelle de la dent s’avère tout particulièrement utile lorsque la gencive est plutôt fine ou quand une rétractation des tissus mous apparaît avec les années. Souvent, le titane transparaît, ce qui compromet l’esthétique naturelle rose/blanc [11]. D’après Junge [7], les colorations bleuâtres / grisâtres de la gencive chez un patient porteur d’un implant en titane seraient avant tout dues à l’absence de transmission de la lumière, qui empêche un éclaircissement de la gencive en profondeur. (Voir Figure 5). S’agissant de la procédure chirurgicale, les deux implants présentent des différences malgré leur design très similaire. Celles-ci s’expliquent notamment par la cicatrisation transgingivale des implants monoblocs en oxyde de zirconium (voir Figure 6). Lors de l’utilisation d’implants en oxyde de zirconium, on observe par conséquent les différences suivantes dans la procédure chirurgicale : • Respect du diamètre d’implant recommandé • L’agencement supragingival de l’implant est fait directement en bouche avec des diamants à point rouge et sous refroidissement suffisant à l’eau. • Le port de dispositifs de protection est vivement conseillé pendant la phase de cicatrisation! (Voir Figure 7 et 8). • Pas de deuxième intervention chirurgicale

Fig. 6 :: système d’implant monobloc et en deux parties

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Perspective La réussite clinique des implants-vis en titane a été démontrée, de manière très sûre, dans un grand nombre d’études, alors que l’oxyde de zirconium, un matériau encore relativement récent en médecine dentaire, doit encore faire ses preuves dans des études plus vastes et plus longues que celles menées jusqu’à ce jour. Pourtant, les résultats déjà publiés sont optimistes (voir Figure 9). Il n’est pas possible à ce stade de dire si l’avenir de l’implantologie dentaire sera en blanc. Mais il est très vraisemblable que les implants en oxyde de zirconium soient amenés à jouer un rôle important dans la restauration prothétique esthétique de la région antérieure. Ils représentent aussi une option alternative avantageuse aux implants en titane chez les patients ayant une allergie à certains métaux.

Fig. 7 :: une mesure vivement conseillé : dispositif de protection pendant la cicatrisation transgingivale des implants en oxyde de zirconium.

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Fig. 8 :: barre de protection / Source : Oral Bodensee Design

Étude

Total [implants]

Ø Durée in situ [mois]

Perte de l’implant [%]

Oliva et al. [13]

100

12

2

Sidharta [18]

92

30

2

Mellinghoff [12]

189

6,7

4,5

Fig. 9 :: perte d’implants en oxyde de zirconium

Bibliographie 1. Albrektsson T, Hansson H-A, Ivarsson B: Interface analysis of titanium and zirconium bone implants; Biomaterials 1985; 6: 97-101. 2. Att W, Stamouli K, Gerds T, Strub J R: Fracture resistance of different zirconium dioxide three-unit all-ceramic fixed partial dentures; Acta Odontologica Scandinavia 3. Cales B, Stefani Y, Lilley E: Long-term in vivo and in vitro aging of a zirconia ceramic used in orthopady; Journal of Biomedical Materials Research 1994; 28: 619-624. 4. Dubruille JH, Viguier E, Le Naour G, Dubruille MT, Auriol M, Le Charpentier Y: Evaluation of combinations of titanium, zirconia, and alumina implants with 2 bone fillers in the dog; Int. J. Oral Maxillofac. Implants 1999; 14(2): 271-7. 5. Gahlert M, Gudehus T, Eichhorn S, Steinhauser E, Kniha H, Erhardt W: Biomechanical and histomorphometric comparison between zirconia implants with varying surface textures and a titanium implant in the maxilla of miniature pigs; Clin Oral Implants Res. 2007; 18(5): 662-8. 6. Glauser R, Sailer I, Wohlwend A, Studer S, Schibli M, Schärer P: Experimental zirconia abutments for implant-supported single- tooth restorations in esthetically demanding regions: 4-year results of a prospective clinical study; Int. J. Prosthodont.; 17(3): 285-290. 2007; 65: 14-21. 7. Junge L.M.:Klinische Erfahrungen mit 2 vollkeramischen Wurzelstiftsystemen. Med. Dent. Diss., Aachen 2002 8. Kasemo B, Lausmaa J: Material-tissue Interfaces: The Role of Surface Properties and Processes; The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants 1988; 3 (4): 247- 259. 9. Kasemo B, Lausmaa J: Material-tissue Interfaces: The Role of Surface Properties and Processes; Environmental Health Perspectives 1994; 102: 41 – 45. 10. Kohal R J, Weng D, Bächle M, Klaus G: ZirkonoxidImplantate unter Belastung. Eine vergleichende histologische, tierexperimentelle Untersuchung; Z. Zahnärztl. Implantol. 2003; 19(2): 88-91. 11. Kohal R J, Weng D, Bächle M, Strub J R: Loaded CustomMade Zirconia and Titanium Implants Show Similar Oseointegration: An Animal Experiment; J. Periodontol. 2004; 75:1262-1268.

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12. Mellinghoff J: Erste klinische Ergebnisse zu dentalen Schraubenimplantaten aus Zirkonoxid; ZZI 2006; 22 (4): 288-293. 13. Oliva J, Oliva JD: One-year follow-up of first consecutive 100 zirconia dental implants in humans: a comparison of 2 different rough surfaces; Int. J. Oral Maxillofac. Implants 2007; 22(3): 430-5. 14. Scarano A, Piattelli M, Caputi S, Favero GA, Piattelli A: Bacterial adhesion on commercially pure titanium and zirconium oxide disks: an in vivo human study; J. Periodontol. 2004; 75(2): 292-6. 15. Schäfer R, Ulrich D: Überprüfung der Ermüdungsfestigkeit beschliffener keramischer Dentalimplantate; Fraunhofergesellschaft/ Institut Werkstoffmechanik 2007; Testbericht V 19. 16. Schmidt M: Spezifische Absorption organischer Moleküle auf oxidiertem Titan: «Bioaktivität auf molekularem Niveau»: Osteologie Band 1, Heft 4. Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Totonto, Seattle 1992, S. 222-2235. 17. Sennerby L, Dasmah A, Larsson B, Iverhed M: Bone tissue responses to surface-modified zirconia implants: A histomorphometric and removal torque study in the rabbit; Clin. Implant. Dent. Relat. Res. 2005; 7 (1): 13-20. 18. Sidharta J: Klinische Nachuntersuchung von Zirkondioxidkeramik-Implantaten: Funktion als KalciumKathode. Med. Dent. Diss., Konstanz 2007. 19. Siirila H S, Kononen M: The effect of oral topical fluorides on the surface of commercially pure titanium; Int. J. Oral Maxillofac. Implants 1991; 6: 50-54. 20. Tinschert J, Natt G, Mautsch W, Augthun M, Spiekermann H: Fracture Resistance of Lithium Disilicate-, Aluminia-, and Zirconia- Based Three-Unit Fixed Partial Dentures: A Laboratory Study; The International Journal of Prosthodontics 2001; 14(3): 231–238. 21. Tourmelin-Chemla F, Rouelle F, Burdairon G: Corrosive Properties of fluoride-containing odontologic gels against titanium; J. Dent. 1996; 24: 109-115.

Dr. med. dent. Jochen Mellinghoff MSc Pfauengasse 14, 89073 Ulm (Allemagne) Tél. : +49 (0)7532 / 62158, Fax : + 49 (0)731 610196 [email protected], www.dr-mellinghoff.de 1986 Établissement en cabinet indépendant à Ulm

1990 à ce jour Présentations sur la prévention et la conduite de vie, la gestion de cabinet, la gestion des médias et la documentation, cours en implantologie avec interventions en direct

1997 Diplôme de dentiste en médecines naturelles DAAAM (Deutsche Akademie für Akupunktur und Aurikulomedizin e.V.) 1998 Etudes de parodontologie à l’IPI (Institut für Parodontologie und Implantologie) de Munich

2002 Diplôme de médecine orthomoléculaire au FOM (Forum orthomolekulare Medizin) Activités au sein du comité directeur et orateur pour le FOM en Allemagne et à l’étranger 2002 Conseiller en santé et en psychologie à la société allemande de conseil pour la santé et psychologique GGMB (Gesellschaft für Gesundheits- und Mentalberatung)

2004 Fin du cursus d’implantologie auprès de la société allemande d’implantologie DGI (Deutsche Gesellschaft für Implantologie) 2005 Enseignant invité à l’université de Krems

2006 Master en chirurgie orale à l’université du Danube de Krems Avec l’aimable autorisation de GZM Medien & Marketing Verlages, Herne

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