Fracture par fatigue des éléments prothétiques

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  • Publié le . Paru dans Biomatériaux Cliniques n°1 - 15 mars 2017
Information dentaire
En dentisterie restauratrice et en prothèse conjointe, les échecs mécaniques (fracture, chipping) constituent la principale cause d’échecs avec les caries secondaires [1-4].
Il existe deux types d’échecs mécaniques :
- les échecs précoces, liés à des défauts majeurs dans les protocoles de réalisation prothétique ;
- les échecs retardés, à plus ou moins long terme (fig. 1).
Ces échecs retardés surviennent subitement et sont finalement peu liés à des accidents de mastication sur des aliments anormalement durs ou à des parafonctions.
Comment expliquer qu’une prothèse qui fonctionne pendant des années se fracture subitement ? Et comment faire pour que ces échecs mécaniques surviennent le plus tard possible ?
Ce sont les questions auxquelles nous allons tenter de répondre.

Caractérisation mécanique des matériaux

Afin de répondre à ces problèmes d’échecs mécaniques, les ingénieurs et les fabricants proposent des matériaux de plus en plus résistants.

Ainsi, il a été mis au point des céramiques renforcées utilisables sans infrastructure, et des matériaux composites plus denses et plus chargés [5, 6].

Pour évaluer les performances mécaniques de ces matériaux en laboratoire, différents tests sont proposés, comme ceux de résistance à la fracture. Ils se déroulent de la façon suivante : une contrainte est appliquée de manière croissante sur un échantillon jusqu’à ce qu’il se fracture. La force nécessaire pour fracturer l’échantillon caractérise la résistance du matériau.

Différents tests de résistance existent en fonction de la direction d’application de la force : test en flexion, test en compression, test en cisaillement, etc. Ce sont les plus classiquement utilisés par les industriels et les laboratoires.

Ils permettent de relativement bien caractériser les matériaux, mais sont limités dans leur signification clinique, essentiellement pour deux raisons :

– ils ne tiennent pas compte des caractéristiques globales du complexe dent/restauration. D’autres tests permettent de se rapprocher des situations cliniques, mais ne sont pas suffisamment répandus ou en cours d’évaluation [7] ;

– les forces appliquées pour rompre le matériau sont en général bien plus élevées que les forces masticatoires.

Pourtant, des matériaux présentant des performances mécaniques élevées se retrouvent cliniquement confrontés à des échecs mécaniques.
Comment expliquer ces échecs en présence de forces largement inférieures à la résistance de ces matériaux ?

Phénomène de rupture par fatigue

En science des matériaux, le terme de fatigue a été introduit pour la première fois par le Français Jean Victor Poncelet en 1839. Il correspond…

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