Éléments finis : application à la forme de préparation des facettes

Par
Frédéric Heichelbech, Joël Krier, Olivier Etienne
Publié le 10.11.2022. Paru dans Biomatériaux Cliniques n°2 - 15 octobre 2022 (page 74-82)

La méthode des éléments finis est une approche mathématique de la mécanique en général. Appliquée à l’odontologie, elle permet de comparer, au sein d’une même étude, le comportement biomécanique des éléments modélisés. Dans ce premier opus d’une série de plusieurs articles, les formes de préparation des facettes sont comparées grâce à cette méthode. L’application de forces occlusales selon deux axes différents permet ici de mettre en évidence une zone de contraintes cervicale très importantes, pour la céramique comme pour la colle, communes à toutes les formes. Par ailleurs, les formes à bord plat (butt-margin) ou à retour palatin sont celles qui engendrent le plus de contraintes dans la céramique et, inversement, le moins de contraintes dans la résine de collage. Ces résultats doivent être interprétés modestement et extrapolés à la clinique avec toutes les réserves d’usage. En les confrontant avec d’autres méthodes d’étude (in vitro/in vivo), elles confirment en premier lieu que la zone cervicale est celle qui sera susceptible de se dégrader le plus rapidement dans le temps, se traduisant cliniquement par des écaillages et/ou des colorations/infiltrations du joint de collage. En second lieu, face à une situation clinique où le collage peut s’avérer moins favorable (amélogenèse imparfaite, exposition dentinaire partielle), la forme à retour palatin est celle qui offre la meilleure sécurité face au décollement.

Les facettes en céramique, initialement réservées aux traitements esthétiques, se sont progressivement positionnées comme option thérapeutique en prothèse fixée. Ces pièces prothétiques répondent pleinement au souci moderne de préservation tissulaire et de gradient thérapeutique [1, 2]. Plusieurs formes de préparations ont été décrites dans la littérature, et ce, afin de répondre à des indications ou des objectifs esthétiques et fonctionnels adéquats [3-5]. Ces différents designs de préparation ont des répercussions sur les propriétés mécaniques de la céramique et du polymère de collage. Aussi, au-delà d’un choix clinique empirique, quelques études en science des matériaux ont essayé de déterminer les points faibles et les points forts de ces différentes préparations [6-8]. Les logiciels d’analyse par éléments finis ayant continué d’évoluer, les moyens informatiques actuels permettent de revisiter ce thème à l’aide d’outils tridimensionnels modernes. Cet article, mené en partenariat avec l’Institut national des sciences appliquées de Strasbourg (INSA), dimensionne numériquement les tissus (émail et dentine) et les matériaux (céramique et polymère de collage). Il simule ensuite les mouvements, les déformations et les contraintes mécaniques résultant d’une force masticatoire en fonction des formes de préparation.

De façon générale, le recours aux éléments finis dont la méthode a déjà été décrite précédemment dans la revue [9] doit être bien interprété. En effet, les paramètres de chaque étude restent plus ou moins éloignés de la réalité clinique et les résultats obtenus doivent se limiter à une comparaison des modèles entre eux. Cependant, seule la forme de préparation varie d’un modèle à l’autre, ce qui justifie pleinement le choix de cette méthode.