Projets de recherche interfacultaires MDEN FSA

1
Projets de recherche interfacultaires MDEN - FSA
2

• Contexte de la collaboration interfacultaire
• Projets de recherche

3
Technologies des sciences des matériaux
4
Objectif(s) des collaborations
Multitude de matériaux (indépendamment de la
discipline dentaire concernée)
Classification indicative pour le praticien
parfois plus axée sur des arguments
 commerciaux  que  scientifiques 
Caractérisation systématique Les matériaux les
plus représentatifs Les paramètres et propriétés
les plus pertinentes
5
Objectif(s) des collaborations
Caractérisation systématique Les matériaux les
plus représentatifs Les paramètres et propriétés
les plus pertinentes

• Base de données
• Aide au choix du matériau selon les indications
  cliniques
• Référence à un cahier des charges le plus
  spécifique possible

1.
6
Objectif(s) des collaborations
Caractérisation systématique Les matériaux les
plus représentatifs Les paramètres et propriétés
les plus pertinentes

• Réflexions sur les pistes pour améliorer les
  nouvelles générations de matériaux
• Conception de nouveaux  systèmes  voire
  matériaux
• En étroite collaboration avec les industries

2.
7

• Contexte de la collaboration interfacultaire
• Projets de recherche
• Objectifs
• Pertinence clinique
• Méthodologie / Technologie
• Résultats

8
Projets de recherche

• HPLC - TGA - SEM caractérisation
• Contrôle de la photopolymérisation - Raman
• Caractérisation de la couche interfaciale
• Base de données (thèse Joe) - propriétés
  mécaniques
• Composites nano / hybrides / micro (Voco)
• RPE radicaux libres et post-contraction
• Contraction polymères hyperbranchés
• Rhéologie
• Polymérisation de ciment sous facette céramique
• Membranes de régénération osseuse

9
Caractérisation dune résine composite HPLC -
TGA - SEM

• Objectifs
• HPLC caractériser la phase organique des
  résines composites
• TGA quantifier le taux de charges inorganiques
• SEM observer la morphologie des charges
  inorganiques
• Pertinence clinique
• Préciser les indications réelles des différentes
  composites disponibles sur le marché

10
Caractérisation dune résine composite HPLC -
TGA - SEM

• Méthodologie HPLC
• Extraction de la phase organique des résines
  (solubilisation centrifugation)
• Passage dans une colonne de chromatographie
• Mesure du temps de sortie de la colonne des
  différents composants
• Comparaison à des courbes détalonnage

11
Caractérisation dune résine composite HPLC -
TGA - SEM

• Méthodologie TGA
• Chauffage dun échantillon de résine à 900C
  jusquà évaporation de tous ses composants
  organiques
• Calcul de la perte totale en poids

12
Caractérisation dune résine composite HPLC -
TGA - SEM

• Méthodologie SEM

Filtek Supreme
Z100
Durafil VS
13
Caractérisation dune résine composite HPLC -
TGA - SEM

• Résultats

14
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Objectifs
• Mesurer le degré de conversion de résines
  composites photopolymérisables
• Mesurer  lefficacité  des systèmes lumineux
  disponibles sur le marché
• Dégagement des facteurs pouvant influencer le
  degré de conversion de résines composites
  (contenant du Bis-GMA)
• Pertinence clinique
• Permet de dégager des guidelines en termes de
  photopolymérisation
•  Critique scientifique  des recommandations
   commerciales  des fabricants (temps
  dirradiation / profondeur de prise / )

15
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Méthodologie Principes du RAMAN
• Principe Polymérisation Transformation CC
  (monomères)en C-C (polymères)
• Polymérisation complète si Degré de Conversion
  100

16
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Méthodologie Raman
• Polymérisation incomplète (DC lt 100 )

17
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Méthodologie RAMAN

18
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Méthodologie RAMAN par comparaison des spectres
  dabsorption d échantillons de composites
  polymérisés ou non polymérisés

Composite non polymérisé
C C
1640
19
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Méthodologie RAMAN par comparaison des spectres
  dabsorption d échantillons de composites
  polymérisés ou non polymérisés

Composite polymérisé
C C
1640
20
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Méthodologie RAMAN par comparaison des spectres
  dabsorption d échantillons de composites
  polymérisés ou non polymérisés

A Composite non polymérisé B Composite
polymérisé
21
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Résultats

22
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Résultats

Teinte
Translucide
Opaque
Universelle
23
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Résultats

Distance
0 - 5 mm
10 mm
20 mm
24
Contrôle de la photopolymérisation - RAMAN

• Résultats

Lampe
XL 3000 - 40 sec
Laser - 20 sec
Plasma - 3 sec
25
Caractérisation de la couche interfaciale

• Objectifs
• Analyse de la  qualité  de linterface entre
  deux couches de résine composite
• Etude de linfluence dune contamination entre
  couches
• Pertinence clinique
• La reconstitution dune restauration doit se
  faire par la technique de photopolymérisation de
  couches successives de 2 mm max -gt cela implique
  lexistence dinterface dont la qualité est un
  prérequis au succès de la restauration
• Quelle est linfluence dune contamination par de
  la salive sur la qualité de linterface ?

26
Caractérisation de la couche interfaciale

• Méthodologie

Test dadhésion en cisaillement
Mesure de DC
27
Caractérisation de la couche interfaciale

• Résultats

28
Base de données relatives aux résines composites
de restauration directePropriétés mécaniques

• Objectifs
• Caractérisation dun nombre important de résines
  composites de différentes classes disponibles sur
  le marché
• Relevé de propriétés physiques et mécaniques
• Suivi du vieillissement des matériaux en solution
  aqueuse
• Pertinence clinique
• Aide à la sélection du matériau en fonction de
  lindication clinique
•  Corrélation  des résultats in vitro in vivo

29
Base de données relatives aux résines composites
de restauration directePropriétés mécaniques

• Méthodologie Résultats
• Caractérisation de la fraction inorganique TGA
  et SEM
• Radio-opacité des résines comparées à lémail et
  la dentine
• Modules délasticité flexion trois points,
  Grindosonic
• Résistance à la fracture flexion trois points,
  compression diamétrale
• Microdureté Vickers

30
Composites nano / hybrides / microfins

• Objectifs
• Comparaison des nouveaux composites nanochargés
  à des microhybrides et microfins (charges,
  propriétés mécaniques, degré de conversion)
• Pertinence clinique
• Evaluer lamélioration réelle des composites
  suite à lintroduction de nanoparticules
• Déterminer sil existe un réel avantage clinique
  à lutilisation de composites nanochargés par
  rapport à des résines plus conventionnelles

31
Composites nano / hybrides / microfins

• Méthodologie
• Charge inorganique TGA
• Morphologie microscopie électronique
• Propriétés mécaniques flexion trois-points,
  Grindosonic et microdureté de Vickers
• Degré de conversion RAMAN

32
Composites nano / hybrides / microfins

• Résultats phase inorganique

Grandio
33
Composites nano / hybrides / microfins

• Résultats propriétés mécaniques

34
Composites nano / hybrides / microfins

• Résultats propriétés mécaniques

35
Composites nano / hybrides / microfins

• Résultats degré de conversion

36
Composites nano / hybrides / microfins

• Résultats degré de conversion

Grandio
XL-3000
Freelight 2
37
RPE radicaux libres et post-contraction

• Objectifs
• Compréhension de la photopolymérisation des
  résines composites
• Mise au point de la technique (Résonance
  Paramagnétique Electronique) permettant
  lidentification et le suivi des radicaux libres
  induits par la photopolymérisation radicalaire)
• Mesure de Tg (vitrification)
• Pertinence clinique
• Compréhension de la photopolymérisation permet de
  développer des pistes pour améliorer le
  comportement des résines composites (ea
  contraction et post-contraction)
• Identification et suivi de la disparition des
  radicaux libres -gt interaction avec lorganisme

38
RPE radicaux libres et post-contraction

• Méthodologie

39
RPE radicaux libres

• Méthodologie

radical I (propagating)
radical II (allylic)
Black and green arrows radical I Green arrows
radical II
40
RPE radicaux libres

• Résultats RPE

41
Radicaux libres interaction alimentaire

• Objectifs Pertinence clinique
• Les résines dentaires contiennent des radicaux
  libres qui disparaissent avec le temps
  principalement par un phénomène doxydation
  étapes de transfert et produits finaux de
  neutralisation ?
• Radicaux libres très toxiques pour lorganisme
  (rôle majeur des anti-oxydants)
• Constituants naturels de lalimentation
  précurseurs potentiels de radicaux processus
  technologiques (torréfaction, fermentation)
  produisent des radicaux libres

42
Radicaux libres interaction alimentaire

• Objectifs Pertinence clinique
• Interaction alimentation - radicaux libres de
  résines composites
• Recombinaison et neutralisation des radicaux ou
  vitamines de lalimentation avec radicaux figés
  des résines composites
• Réaction entre radicaux de lalimentation et
  groupements non réactifs de la résine -gt
  nouvelles chaine de polymérisation -gt nouveaux
  radicaux
• Radicaux figés dans la résine réagissent avec des
  précurseurs de lalimentation et produisent de
  nouveaux radicaux mobiles
• Mise au point de procédé limitant le risque
  toxique potentiel
• Adjonction danti-oxydants (! Prise photo)
• Placement de  vernis  anti-oxydant

43
Contraction polymères hyperbranchés

• Objectifs
• Etude de la contraction de prise des résines
  composites photopolymérisables
• Développement de pistes potentielles pour réduire
  cette contraction immédiate
• Pertinence clinique
• Amélioration évidente du comportement des résines
  composites si réduction de leur contraction de
  prise.

44
Contraction polymères hyperbranchés

• Méthodologie
• Relation entre disparition de CC et contraction
• Modification de la phase organique pour réduire
  la contraction
• Polymères hyperbanchés
• POSS (Polyhedral Oligomeric SilSesquioxanes)
• Agent moussant

45
Contraction polymères hyperbranchés

• Résultats Mélange de résines pures
  Bis-GMA/TEGDMA

Relation spécifique entre contraction de volume
et degré de conversion
Relation universelle entre contraction de volume
et nombre réel de doubles liaisons vinyliques
converties
Réduction de la contraction par limitation du
nombre de liaisons covalentes créées lors de la
polymérisation
46
Contraction polymères hyperbranchés

• Résultats
• Mélange de résines pures Bis-GMA/TEGDMA
  Polymères Hyperbanchés

HPB1 HPB2 HPB3
6.55 10.17 14.65
6.72 4.8 0.96
Double liaison/molécule
2.73 1.03 0.39
47
Contraction polymères hyperbranchés

• Résultats
• Mélange de résines pures Bis-GMA/TEGDMA
  Polymères Hyperbanchés

Contraction / HBP
Relation spécifique Bis-GMA/TEGDMA
Relation universelle
Propriétés mécaniques
?
48
Contraction polymères hyperbranchés

• Résultats
• Modification de la phase organique pour réduire
  la contraction
• Polymères hyperbanchés
• POSS (Polyhedral Oligomeric SilSesquioxanes)
  structures hybrides construites sur la base dun
  cur inorganique sur lequel sont greffés des
  points dancrage méthacryliques
• Agent moussant agent capable de provoquer un
  dégagement gazeux sous laction des radicaux
  libres créés photochimiquement -gt porosité fermée
  de qlqs -gt contrôle des propriétés mécaniques

49
Rhéologie

• Objectifs
• Comprendre et contrôler le comportement
  viscoélastique des résines composites et de la
  gutta-percha
• Pertinence clinique
• Tenter daméliorer et faciliter la manipulation
  des composites mise en place, adaptation à la
  cavité, sculpture
• Tenter daméliorer la qualité des obturations
  canalaires

50
Rhéologie

• Méthodologie composites
• Analyse du comportement de mélanges non chargés
• Élaboration et analyse de composites
  expérimentaux
• Mesure des propriétés rhéologiques de composites
  commerciaux et corrélation entre propriétés et
  composition
• Méthodologie gutta-percha
• Caractérisation des différents cônes de
  gutta-percha disponibles
• Mesure de leurs propriétés rhéologiques en
  fonction de la température

51
Rhéologie

• Résultats composites expérimentaux
• Mélanges non chargés newtoniens
• Mélanges chargés non newtoniens
• macro-charge propriétés mécaniques
• Micro-charge propriétés mécaniques
  rhéologiques

52
Rhéologie

• Résultats composites commerciaux
• Composites fluides et sealants

Point 4 flowable
Estiseal F
53
Rhéologie

• Résultats gutta-percha
• Caractérisation par infra-rouges

54
Polymérisation sous facette céramique

• Objectifs
• Mesurer le DC de ciments de scellement photo sous
  1.5 mm de céramique (épaiss. facette).
• Analyser linfluence du type de céramique, de la
  teinte du ciment et du temps de
  photopolymérisation
• Pertinence clinique
• Une polymérisation insuffisante peut être un
  facteur de risque de perte prématurée de la
  facette
• Le protocole prescrit par les fabricants est-il
  suffisant ? A quels facteurs faut-il être
  attentif ?

55
Polymérisation sous facette céramique

• Méthodologie
• Calibra (light / transparent) - Nexus (Clear /
  yellow) - Lute-It (Clear / Dark)
• Finesse (Transparent / Dentine / Opaque) -
  Procera (0.25 mm / 0.9 mm)
• Photopolymérisation 20 - 40 sec avec XL 3000
• Mesure du DC du ciment sous la couche de céramique

Lampe photo
Céramique (1.5 mm)
Moules laiton
Ciment
56
Polymérisation sous facette céramique

• Résultats

57
Polymérisation sous facette céramique

• Résultats

NS
S
S
S
58
Membrane de régénération osseuse

• Objectifs
• Etat de lart en régénération osseuse par
  membrane

Augmentation de crête pré-prothétique ou
pré-implantaire
Régénération osseuse guidée per-implantaire
59
Membrane de régénération osseuse

• Objectifs
• Trois types de membrane
• Non résorbable (Gore-Tex)
• Résorbable (Collagène animal)
• Résorbable (Polymère de synthèse - PLA)
• Mise au point dune nouvelle membrane de
  régénération tenant compte des avantages et
  inconvénients des membranes existantes (résultats
  cliniques)
• Pertinence clinique
• Mise au point dune membrane dont le
  développement est axé sur lamélioration du temps
  de dégradation - de son procédé de mise en forme
  - de ses propriétés mécaniques - de lactivation
  de ses surfaces (accrochage cellulaire / facteurs
  de croissance)

Adhésion cellulaire
Facteurs de croissance