Doit-on considérer le PEEK comme une alternative en implantologie orale ?

Revue Information Dentaire / 19/12/2018
Le PEEK, abréviation de polyétheréthercétone, est un matériau polymère qui a fait son apparition en odontologie à la fin des années 1990 [1]. Initialement utilisé en chirurgie orthopédique pour concevoir des arthrodèses intervertébrales [2], il a attiré l’intérêt des chercheurs qui tentent depuis quelques années d’élaborer un biomatériau susceptible de remplacer le titane en implantologie dentaire. L’objectif est d’analyser les propriétés de ce biomatériau et d’évaluer son aptitude à être appliqué en chirurgie orale.

Doit-on considérer le PEEK comme une alternative en implantologie orale ?

Breveté en 1963 par Union Carbide, le polyétheréthercétone était tout d’abord commercialisé à des fins industrielles. Il a ensuite été utilisé en chirurgie orthopédique en tant que substitut aux composants métalliques. Le succès de cette application attire alors l’intérêt des chercheurs et, en 1998, le premier dispositif implantaire conforme aux normes CE et FDA est mis sur le marché par les laboratoires Invibio.
 

Le matériau

Le PEEK est un thermoplastique semi-cristallin stable à température ambiante. Il possède d’excellentes propriétés physiques et mécaniques en raison d’une structure chimique très particulière. Il présente une structure linéaire avec une ossature de molécule aromatique. Il est constitué d’une combinaison de groupes cétone et éther compris entre des groupes aryles (fig. 1).

1. Structure chimique du PEEK [3].

 

Propriétés

Biologiques
Le PEEK est hautement biocompatible, non allergène et non sujet à la corrosion dans le corps humain. Cependant, il possède un faible potentiel d’ostéointégration, étroitement lié à son caractère hydrophobe qui complique l’adhésion des protéines du plasma sanguin initiatrices de l’adhésion cellulaire. Le Bone to Implant Contact (BIC) du PEEK est de 30 % [4].
 
Physiques
En termes de propriétés physiques, le PEEK présente de nombreux avantages. Sa densité et son module d’élasticité sont proches de ceux du tissu osseux. Il possède toutefois une limite de taille, puisqu’il est radio-transparent, ce qui complique considérablement l’analyse des clichés radiographiques pris en phase postopératoire (fig. 2) [5].

2. Radiographie rétro-alvéolaire postopératoire. On ne distingue qu’un discret halo en regard de la pièce implantaire [5].

 
Chimiques
Le PEEK est hautement résistant aux produits chimiques et aux radiations. Il est également très stable thermiquement et n’est pas sujet au phénomène d’hydrolyse dans le corps humain.
 
Mécaniques
Ce polymère présente d’excellentes propriétés tribologiques : il est résistant à l’usure, aux chocs et aux hautes pressions. L’analyse de son comportement biomécanique montre qu’il est très proche du tissu osseux, avec toutefois une résistance en compression légèrement inférieure (fig. 3).

Tableau - Synthèse des propriétés du PEEK comparées à celles du tissu osseux et du titane TA6V [1, 3, 4, 5 et 13]

 
Esthétiques
Le PEEK est de couleur ivoire. Il est donc invisible sous la gencive et n’entraîne pas d’altération colorimétrique des tissus péri-implantaires. De plus, grâce à ses propriétés physiques et mécaniques, des mises en esthétique immédiates pourraient être réalisées, à condition de mettre la couronne transitoire en sous-occlusion et sous-fonction.

Le tableau ci-contre récapitule les propriétés du PEEK comparées à celles du tissu osseux et du titane.
 

Concept

L’application du PEEK en implantologie dentaire repose sur la loi de Wolff, réactualisée par Frost, souvent citée en chirurgie orthopédique [6]. Selon cette loi, plus le matériau constituant la pièce implantaire présente des propriétés éloignées de celles du tissu osseux, plus il existe de risque d’observer un mécanisme de déviation de contraintes, également appelé « stress shielding » (fig. 4). Si ce dernier est trop important, il peut entraîner la perte d’ostéointégration de la pièce implantaire [7].

4. Selon la loi de Wolff, plus il existe de contraintes à l’interface os/implant, plus il y a de risque d’observer une résorption osseuse réactionnelle.


La base clinique de ce concept a été validée par la recherche fondamentale et expliquée par le mécanisme de mécano-transduction osseuse selon lequel un signal mécanique est transformé en signal chimique au niveau cellulaire et entraîne un remodelage osseux d’un point de vue macroscopique (fig. 5).

5. Le mécanisme de mécano-transduction osseuse.


Afin de vérifier si ce concept s’applique à l’implantologie dentaire, plusieurs études ont comparé le comportement biomécanique du PEEK à celui du titane TA6V en implantologie dentaire.
Selon ces études, le PEEK pur n’est pas suffisamment résistant en compression pour son application en implantologie dentaire. La pièce implantaire se déformerait davantage que le titane au niveau de son col et entraînerait donc une résorption osseuse réactionnelle [8-10].
Cependant, le renforcement du PEEK par des fibres de carbone permet d’améliorer les propriétés mécaniques du matériau [9]. Les implants en PEEK-CFR (PEEK Carbon Fiber Reinforced) devraient donc théoriquement mieux s’ostéointégrer.
Actuellement, très peu d’études ont été publiées à ce sujet. Il serait donc nécessaire d’avoir une littérature plus riche pour attester qu’il existe bien une ostéointégration induite mécaniquement pour le PEEK-CFR en implantologie dentaire.
 

Améliorations

Pour résumer, bien que le PEEK soit chimiquement et physiquement stable, il est hydrophobe et présente une faible énergie de surface. Sa transparence radio­graphique complique l’analyse des clichés en postopératoire, sa résistance en compression et son potentiel d’ostéointégration sont insuffisants. Il est donc nécessaire de lui apporter des améliorations pour son application en implantologie dentaire.
Afin d’améliorer ses propriétés, divers traitements sont envisageables. Nous en décrirons quatre.

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