Comment améliorer la translucidité de la zircone Y-TZP ?

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  • Publié le . Paru dans Biomatériaux Cliniques n°2 - 30 septembre 2016
Information dentaire
La zircone apparaît en odontologie il y a quinze ans sous la forme d’une chape recouverte de céramique feldspathique, en alternative à la couronne céramo-métallique. Le succès de la zircone provient de sa biocompatibilité et de son potentiel esthétique en association avec des propriétés mécaniques optimisées.
Depuis cinq ans, l’utilisation de la zircone s’est orientée vers le concept de couronne monolithique (tout zircone). Dans cette indication, le caractère réflecteur de la zircone Y-TZP pose un problème esthétique, surtout dans les secteurs antérieurs et il devenait indispensable d’améliorer sa translucidité.
Un article de Zhang Yu [1], du Département de Biomatériaux et de Biomimétique de l’Université de New-York, nous apporte un certain nombre de solutions pour améliorer la translucidité de la zircone Y-TZP, en grande partie exploitées par les fabricants. Cet article peut être téléchargé gratuitement sur PMC (PubMed Central).

Rappel sur la zircone
La zircone utilisée aujourd’hui en dentisterie est une céramique polycristalline (fig. 1), dopée à l’yttrium et dénommée plus précisément zircone 3Y-TZP.



Le chiffre 3 correspond à une concentration de 3 % d’Y2O3 en moles, soit 5,2 % en masse. Cette zircone est formée en grande partie, à température ambiante, de grains de structure tétragonale métastable. Les propriétés mécaniques élevées proviennent du processus d’auto-réparation associé au phénomène de transformation tétragonale-monoclinique [2]. En effet, cette transformation consomme l’énergie élastique nécessaire à la propagation des microfissures. Mais cette transformation peut survenir en surface lorsque la zircone est au contact de l’eau dans le milieu buccal. Cette dégradation hydrique à basse température peut fragiliser nos restaurations [3]. Pour limiter ce phénomène, on ajoute une petite quantité d’alumine (0,25 % en masse) à la zircone Y-TZP.

Propagation de la lumière dans la zircone
Quand un rayonnement de lumière visible incident rencontre un matériau comme la zircone Y-TZP, une partie importante est réfléchie, une faible partie est absorbée, une partie est diffusée et le reste est transmis (fig. 2).



La réflexion de Y-TZP est importante, elle associe une réflexion de surface majoritaire et une réflexion interne.
L’absorption de Y-TZP est très faible dans le spectre du visible, car la bande interdite de Y-TZP est comprise entre 5,2 et 6 eV, énergie très supérieure à l’énergie de 3,2 à 1,7 eV des photons du visible.
La diffusion est le facteur essentiel dans la limitation de la translucidité de 3Y-TZP. Cette diffusion provient des joints de grains, des phases secondaires, des impuretés et des porosités. La diffusion associe réflexion interne et réfraction. La réfraction s’effectue à chaque changement…

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