Comparaison des générations de zircone : Analyse des propriétés de la zircone stabilisée à l'yttrium

Introduction

Lorsque j'ai commencé à travailler dans la dentisterie, la zircone apparaissait partout comme le nouveau matériau résistant que tout le monde voulait essayer. Les dentistes et les techniciens dentaires qui m'entouraient parlaient toujours de sa solidité, mais beaucoup de gens se plaignaient de son aspect. Dix ans plus tard, j'ai vu la zircone évoluer considérablement et changer ma façon de traiter les couronnes et les bridges, et même de travailler sur les implants.

Dans cet article, je vais partager ce que j'ai appris sur les différents types de zircone dentaire, en me concentrant sur la zircone stabilisée à l'yttrium (YSZ). Si vous vous êtes déjà demandé comment l'oxyde d'yttrium modifie ces matériaux, ou si vous vous êtes senti bloqué dans le choix de la bonne zircone pour un cas délicat, vous êtes au bon endroit. Mon objectif ici est de simplifier les détails, de souligner ce qui est différent en termes simples et de partager des conseils issus de la recherche et du travail pratique.

La science derrière la zircone stabilisée à l'yttrium (YSZ)

Avant de commencer à traiter des patients, je pensais que toutes les "céramiques" étaient à peu près identiques. Je me trompais. Le fait de connaître la véritable histoire de l'YSZ a totalement changé ma façon d'utiliser la zircone.

Phases de la zircone : Tétragonale, monoclinique et cubique

Je m'explique : la zircone (dioxyde de zirconium ou ZrO₂) prend différentes formes cristallines appelées "phases". La zircone pure passe d'une forme à l'autre lorsqu'elle devient chaude ou froide, comme l'eau qui gèle ou qui bout.

• Phase monoclinique : Stable à température ambiante. Il n'est pas assez résistant pour les travaux dentaires.
• Phase tétragonale (t-ZrO₂) : Apparaît au-dessus de 1170°C. Cette forme offre une grande résistance et ne se fissure pas facilement. C'est de la musique pour les oreilles d'un dentiste.
• Phase cubique (c-ZrO₂) : Apparaît à partir d'environ 2370°C. La phase cubique est plus claire, ce qui rend la zircone plus proche de l'émail dentaire réel.

L'astuce consiste à maintenir ces phases plus fortes et transparentes en place à température ambiante dans la bouche.

Le rôle de l'yttrium dans la zircone dentaire

C'est là que l'yttrium (oxyde d'yttrium, Y₂O₃) intervient. En mélangeant de l'yttrium à la zircone, nous l'empêchons de revenir à la forme monoclinique faible lorsqu'elle refroidit. L'yttrium "verrouille" la forme tétragonale ou cubique, en fonction de la quantité ajoutée.

• Avec environ 3 mol% d'yttrium, la plupart des grains restent tétragonaux. Le matériau est donc très résistant, mais son aspect est plutôt terne et crayeux.
• Augmentez l'yttria à 5 mol%, et les grains cubiques prennent le relais. Le matériau laisse passer plus de lumière, ce qui est agréable, notamment pour la fabrication des dents de devant, mais il perd un peu de sa solidité.

Pensez à l'yttrie comme au réglage d'un cadran qui nous permet de choisir entre la force et la beauté.

Et voici un fait intéressant : avec la forme tétragonale, lorsqu'une fissure se produit, les grains peuvent gonfler et se repousser, empêchant ainsi la fissure de se développer trop rapidement. C'est pourquoi les premiers matériaux en zircone étaient si résistants.

Comparaison des générations de zircone : Ce que j'ai appris

La zircone a vraiment pris son essor dans la dentisterie lorsque le matériau a pu durer longtemps et avoir un aspect décent. J'ai eu l'occasion de travailler avec toutes les versions, des anciens bridges épais aux dents de devant super transparentes d'aujourd'hui. Voyons ce qu'il en est pour chaque type.

Zircone de première génération (3Y-TZP)

Lorsque j'ai commencé à travailler avec le 3Y-TZP (polycristal de zircone tétragonale stabilisée à l'yttrium 3 mol%), j'usinais des armatures lourdes et blanches pour des bridges et des couronnes. Ce matériau est très résistant - la résistance à la flexion dépasse largement les 1000 MPa. Certaines marques se vantent même de chiffres supérieurs à 1200 MPa !

• De bons points : Très résistantes pour les dents postérieures et les patients qui grincent des dents. Les couronnes à contour complet en 3Y-TZP ne s'écaillent ou ne se cassent pratiquement jamais.
• Mauvais points : Le gros problème ? Il n'est pas du tout transparent. Même avec une excellente teinture, il n'a pas été facile de lui donner un aspect naturel.
• Qui doit l'utiliser ? Si vous avez un patient qui grince des dents ou qui a besoin d'un bridge grand et solide, ce matériau est presque parfait.

Zircone de deuxième génération (4Y-TZP)

Ensuite, les fabricants ont essayé d'améliorer l'aspect de la zircone. Ils ont nettoyé la formule du 3Y-TZP ou ajouté un peu plus d'yttrium jusqu'à 4 mol%. C'est ce qu'on appelle le 3Y-TZP HT (haute translucidité) ou le 4Y-TZP.

• De bons points : La résistance à la flexion se situe autour de 700-900 MPa, ce qui n'est pas aussi solide qu'auparavant, mais reste très fort.
• Les regards sont tournés vers l'avenir : Il est un peu plus transparent (30-40%). J'ai commencé à l'utiliser pour certaines dents de devant lorsque le patient souhaitait à la fois une dent solide et une dent à moitié belle.
• Conseil : Pour les personnes qui grincent des dents mais qui se soucient beaucoup de l'aspect (comme les prémolaires ou les bridges avant), le 4Y-TZP est ma solution intermédiaire.

Zircone de troisième génération (5Y-TZP)

La vraie surprise pour moi a été la zircone 5Y-TZP. Avec 5 mol% d'yttria, la forme cubique domine, ce qui signifie que ce matériau peut être presque aussi transparent que le disilicate de lithium.

• Transparent : Jusqu'à (ou plus) 50%. Lorsque j'ai utilisé une couronne monolithique 5Y, il était difficile de voir qu'il ne s'agissait pas d'une vraie dent.
• Inconvénients : La résistance à la flexion chute à 550-700 MPa et il n'est pas aussi résistant, ce qui m'inquiète quant à son utilisation pour des bridges plus importants ou des patients qui mordent fort.
• Meilleur pour : Je les utilise pour les dents antérieures isolées ou les facettes lorsque le patient souhaite vraiment que la facette ressemble à une vraie dent, en particulier lorsqu'il est difficile d'assortir les couleurs.
• Attention : Je n'utilise pas 5Y pour les grands ponts ou les personnes qui grindent beaucoup. Il ne peut tout simplement pas supporter ce genre d'impact.

Zircone de quatrième génération (multicouche/graduée)

Dernièrement, nous avons obtenu des blocs multicouches. Je peux choisir un bloc qui commence par être plus fort et un peu trouble au niveau de la ligne gingivale (généralement 3Y ou 4Y), mais qui est super clair vers le bord de morsure (jusqu'à 5Y).

• Pourquoi je l'aime : Désormais, je peux fabriquer des dents de devant esthétiques et des dents de derrière résistantes à partir d'un seul et même matériau.
• Mon conseil : Ils sont parfaits si vous voulez à la fois une base solide et une belle pointe transparente sur une dent.
• Nouveautés : Chaque couche étant différente, vous devez planifier vos travaux de fraisage de manière à ce que les éléments que vous voulez dans chaque couche se retrouvent au bon endroit.

Exploration des propriétés d'YSZ à travers les générations

Comprendre ce qui se passe à un niveau infime permet d'expliquer ce qui se passe. pourquoi un type de zircone est plus efficace dans certains cas. Voici ce qu'il faut savoir.

Propriétés mécaniques : Résistance, ténacité et usure

Résistance à la flexion

• Première génération (3Y-TZP) : 1000-1200+ MPa. Pratiquement indestructible en bouche.
• Deuxième génération (4Y-TZP) : 700-900 MPa. Ces valeurs sont encore largement suffisantes dans la plupart des cas.
• Troisième génération (5Y-TZP) : 550-700 MPa. Beaucoup plus proche des céramiques ordinaires.
• Multiples couches : Cela dépend de l'endroit où vous regardez dans le bloc, généralement entre 600 et 1100 MPa.

Lorsque je vois un patient qui grince des dents ou qui a besoin d'un grand pont, cette résistance très élevée m'inquiète moins. Pour les dents de devant fines (facettes) et une dent à la fois, 600 MPa suffisent amplement.

Ténacité à la rupture et résistance aux fissures

Le 3Y-TZP plus ancien m'a sauvé dans plus d'un cas difficile. La façon dont ces grains pouvaient gonfler pour bloquer une fissure a fait la différence. Au fur et à mesure que l'on augmente le contenu cubique, on perd ce bonus.

• 3Y-TZP : 6,0-9,0 MPa√m
• 4Y-TZP : 4,0-6,0 MPa√m
• 5Y-TZP : Seulement 2,0-3,5 MPa√m
• Multiples couches : 3,0-7,0 MPa√m, selon l'endroit où vous coupez le bloc

Résistance à l'usure

Autre chose que j'ai apprise : le degré de finition de la zircone importe plus que la marque que vous achetez. La zircone rugueuse mâche les dents contre lesquelles elle mord, mais lorsqu'elle est polie lisse, elle est en fait douce. Je dis toujours à mon laboratoire de passer plus de temps sur le polissage, en particulier pour les couronnes en zircone.

Propriétés optiques : Translucidité et esthétique

Vous ne pouvez pas vous vanter d'avoir une couronne "parfaite" si elle ressemble à un morceau de plâtre. Voici comment l'yttrium et les grains modifient ce que votre œil voit :

• Transparent (%)
  • 3Y-TZP : 20-25% (assez nuageux)
  • 4Y-TZP : 30-40%
  • 5Y-TZP : 45-50% ou mieux
  • Multi-couches : Mélange jusqu'à 50%+

Dans mes transformations (sourires "front six"), toute cette translucidité ajoutée a fait une réelle différence. J'ai encore parfois du mal à faire correspondre la façon dont les matériaux réagissent aux différentes lumières, mais c'est de plus en plus facile.

Biocompatibilité : Comment la zircone se comporte-t-elle dans la bouche ?

Ce qui m'impressionne toujours : tous les types de zircone dentaire sont respectueux des gencives et des tissus. J'ai vu des gens passer des années avec des gencives saines à côté d'une zircone bien faite. Elle ne provoque presque jamais d'irritation. Parfois, la colle ou le composite ne fonctionne pas, mais le tissu autour de la zircone reste presque toujours heureux.

La bonne santé des tissus et la diminution de la plaque dentaire contribuent à la santé des gencives, ce qui représente un grand progrès par rapport aux anciennes couronnes céramo-métalliques.

Résistance au vieillissement : Leçons sur la dégradation à basse température

Il s'agissait d'une balle courbe - la zircone peut s'user avec le temps (dégradation à basse température, LTD). L'eau et la température de la bouche peuvent faire évoluer les grains vers le type monoclinique, plus faible, au fil des années.

• Zircone 3Y/4Y : S'ils sont bien faits, le vieillissement n'est pas un problème.
• Zircone cubique 5Y : Une teneur en cube plus élevée signifie moins de changements de grain, mais l'inconvénient est que les fissures peuvent se développer lentement au lieu de se briser brusquement.

Les fabricants travaillent sans cesse à l'amélioration de la taille des grains et des méthodes de cuisson. Dans mon cabinet, je vérifie toujours le type de zircone que j'utilise et je suis les instructions pour la finition et la cimentation. Faire preuve de prudence dès le départ permet d'éviter les problèmes ultérieurs.

Données réelles, conseils cliniques et études de cas

J'aime les données, mais ce qui compte vraiment, c'est de les utiliser au bureau.

Tableau de comparaison rapide

Mes expériences cliniques et de laboratoire

Cas 1 : Bridge pour les dents postérieures d'un rémouleur
Une fois, j'ai réparé un broyeur de dents lourd avec un long pont inférieur. J'ai choisi le 3Y-TZP de première génération. Cinq ans plus tard, il est toujours aussi solide - pas d'éclats, pas de fissures. Cette résistance élevée et cet effet de blocage des fissures fonctionnent vraiment.

Cas 2 : Rénovation du sourire
Pour un jeune client qui avait besoin de belles dents de devant, rien ne valait les changements de couleur naturels d'un bloc multicouche 5Y. Les couronnes simples s'intègrent parfaitement. Elle reçoit toujours des compliments.

Cimentation et astuces de surface
Avec les zircones transparentes (5Y), le ciment résine rend le bord plus lisse et plus serré. Pour les zircones 3Y/4Y, les ciments ordinaires conviennent généralement. Quel que soit le type, il faut toujours nettoyer l'intérieur (le sabler si possible) et utiliser un apprêt pour zircone adapté si nécessaire.

Sur l'usure et les dents opposées
Une patiente est venue nous voir parce que ses bords de morsure s'usaient. Ses couronnes supérieures étaient en zircone rugueuse. Je les ai polies pour les rendre lisses - ses dents ont cessé de s'user et elle s'est tout de suite sentie mieux. Il faut toujours polir la zircone. Ne sautez pas cette étape !

Conclusion : Choisir la meilleure zircone pour un succès clinique

Avec le recul, ce qui frappe, c'est l'évolution de la zircone dentaire. Des vieux bridges troubles que j'utilisais aux couronnes brillantes et d'aspect naturel que je fabrique aujourd'hui, il existe un type de zircone pour pratiquement tous les cas.

S'il y a une chose que je dirais aux autres :

• Pour les grands ponts ou les broyeurs, le 3Y-TZP classique reste le roi.
• Pour les travaux où l'on recherche à la fois l'esthétique et la solidité, en particulier pour les dents situées vers l'avant, on choisira le 4Y-TZP.
• Si vous voulez vraiment qu'il ressemble à une vraie dent, utilisez le 5Y-TZP ou les couches transparentes dans un bloc multicouche, mais ne les poussez pas trop loin.

Il faut également vérifier les faits, suivre les règles du fabricant et choisir une zircone adaptée à chaque cas. Je continue à apprendre, mais le fait de savoir comment l'yttrium modifie la zircone a amélioré mon travail et le sourire de mes patients.

A plus de belles dents et à des couronnes qui durent vraiment !