UNIVERSITE D'AUVERGNE CLERMONT-FERRAND I UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHE D'ODONTOLOGIE. Année 2001 Thèse n T H E S E

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1 UNIVERSITE D'AUVERGNE CLERMONT-FERRAND I UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHE D'ODONTOLOGIE Année 2001 Thèse n T H E S E Pour le DIPLOME D'ETAT DE DOCTEUR EN CHIRURGIE-DENTAIRE Présentée et soutenue publiquement le 12 décembre 2001 PAR Marie-aimée COURBEYROTTE Critères biomécaniques des indications des bridges sur dents naturelles en prothèse fixée J U R Y : Président : Assesseurs: Monsieur MORENAS, Professeur Monsieur BOURDEAU, Professeur Monsieur COMPAGNON, Maître de Conférences Monsieur MORIN, Maître de Conférences

2 1 INTRODUCTION La perte d une dent provoque l altération de l intégrité de l arcade dentaire. Tous les auteurs s accordent pour considérer que les dents absentes doivent être remplacées. La nécessité de ce remplacement est flagrante lorsqu il s agit des dents antérieures mais n est pas moins essentielle au niveau des dents cuspidées. Il existe plusieurs options prothétiques pour remplacer les dents manquantes. La prothèse fixée plurale est l une d entre elles. Nous nous proposons d étudier les conditions de son indication. La conception d une prothèse fixée est sous la dépendance d un grand nombre de paramètres qui induit un véritable cahier des charges. Elle est issue de la confrontation des données de l observation clinique, des divers éléments aboutissant au pronostic, du respect des règles générales présidant à l élaboration de la prothèse fixée fondée elle même sur l expérience clinique et les données expérimentales. La conception d une prothèse fixée plurale prend donc en compte de nombreux facteurs parmi lesquels des facteurs biomécaniques. C est eux que nous développerons en envisageant dans un premier temps la solidité des dents concernées pour la réalisation de la prothèse,.puis la capacité de résistance des tissus de soutien. Enfin nous verrons que les rapports dento dentaires prothétiques ne doivent entraîner aucune contrainte au niveau de l articulation tempo-mandibulaire. Ainsi nous allons étudier successivement les critères dentaires, les critères parodontaux et les critères occluso-fonctionnels. 1

3 2 RAPPEL DES BASES FONDAMENTALES DE BIOMECANIQUE 2.1 Notions mécaniques de contraintes et déformations et leurs utilisations en biomécanique Définitions : La biomécanique est l application de la mécanique à des systèmes biologiques ; ce qui entraîne la compréhension du fonctionnement biologique des systèmes vivants d une part et d autre part une approche physique incluant l analyse des contraintes, la détermination des propriétés mécaniques, la dynamique des fluides, le transfert de chaleur et de masse afin de décrire la réponse des systèmes vivants étudiés à des forces fonctionnelles ou parafonctionnelles. [27] En bouche, les forces fonctionnelles et parafonctionnelles résultent de réponses complexes de la part des tissus oraux. La contrainte est la réponse interne d un corps a l application de forces extérieures. En pratique, une contrainte est la force par unité de section, appliquée à un corps qui résiste à une force extérieure. Les deux actions force et contrainte sont d intensité égale mais de direction différente. La force extérieure est désignée par le terme de charge. Les contraintes s expriment en kg/cm² ou en N/m². Selon leurs directions les contraintes peuvent être classées en trois types : 2

4 Contrainte de traction = tension : C est la résistance interne d un corps à une force tentant de le tracter. Contrainte de compression = pression : c est la résistance interne d un corps à une force tentant de le rendre plus petit. Cisaillement = scission : c est la résistance interne d un corps à une force essayant de faire glisser une partie d un corps sur un autre. [27] Une force peut se définir comme étant n importe quel facteur qui s exerçant sur un corps, tend à le mettre en mouvement ou à modifier le cours de son mouvement si ce dernier existait déjà. [26] Une force est caractérisée par : Sa ligne d action Sa direction Son intensité La force s exprime en N Figure 1 : Une force est caractérisée par sa ligne d action, sa direction selon cette ligne et son intensité. : ( D après MALQUARTI et Coll) 3

5 La déformation est définie comme le rapport de la variation de longueur sur la longueur d origine. [27] Caractérisation de l état de contrainte et déformation d un solide. Tout solide caractérisé par la forme et les dimensions de sa surface extérieure se déforme quand il subit un chargement. Deux points quelconques du solide voient leur distance varier. Deux droites quelconques tracées dans le solide changent d orientation et leur angle varie en conséquence. [24] Figure 2 : Déformation générale d un solide contraint( D après KENESI et Coll.) 4

6 Si le chargement ne dépasse pas un certain seuil, son relâchement s accompagne d un retour du solide à sa forme et ses dimensions originales. Ce comportement du solide est dit élastique. Si nous considérons un solide continu dans lequel la position des points du solide est une fonction continue des coordonnées il est possible de définir en chaque point du solide : Une variation de longueur relative pour deux points infiniment voisins, c est à dire une extension. Une limite de variation angulaire pour trois points infiniment voisins situés sur une droite, perpendiculaires à l état initial c est-à-dire un glissement. Il s agit de petites variations. Il est important de noter que les matériaux usuels de la mécanique : aciers, alliages légers ou cuivreux se rapprochent suffisamment du solide continu qui est un solide théorique. D autre part le tissu osseux surtout le tissu cortical peut être considéré comme continu. De plus les aciers et alliages légers ou cuivreux en particulier les métaux utilisés pour les prothèses ont un comportement élastique : jusqu à une valeur de contrainte limite et au-delà tout en gardant leur cohésion, ils subissent des déformations irréversibles importantes. Ces matériaux sont ductiles. [ 24 ] 5

7 2.2 Principes et techniques d analyse des contraintes. L analyse des contraintes permet de prédire pour une structure donnée leur répartition ou distribution à l intérieur d un corps sujet à des forces extérieures déterminées. [27] Modélisation par méthodes des éléments finis. L étude de la mécanique des structures peut mener au calcul de ses déformations en quelques points particuliers ou dans son ensemble lors d une mise en charge. Les contraintes estimées doivent être le reflet du système de forces se trouvant partout en équilibre et les déplacements doivent demeurer continus. Ce sont les conditions d équilibre et de compatibilité. Afin de déterminer les contraintes et les déformations il faut définir les équations qui représentent la géométrie, le chargement et les propriétés mécaniques de la structure tout en respectant les conditions d équilibre et de compatibilité. La méthode des éléments finis permet de représenter de manière analytique un milieu continu et complexe en le subdivisant en une série de domaines : les éléments finis plus petits et plus simples possédant leurs propres équations afin de décrire leurs contraintes et leurs déformations. [1] Ces équations sont vérifiées par la résolution de systèmes d équations algébriques. Les premières applications de cette méthode remontent à 1960 ; elle fut appliquée dans les domaines du génie civil et de l aérospatiale. 6

8 Module et maillage Afin d estimer la rigidité de la structure, un modèle géométrique est élaboré à partir des éléments finis qui représente la structure en forme d un maillage. (La structure est découpée en éléments.). La forme géométrique de chaque élément est définie par des points géométriques appelés nœuds. Limites et avantages de la méthode des éléments finis : [1] La méthode des éléments finis permet de résoudre numériquement un certain nombre de problèmes mettant en jeu des associations de structures. Les réactions de ces structures soumises à des efforts ne peuvent être analysées qu au prix d une certaine approximation. Un nombre insuffisant d éléments dans une zone courbée peut dissimuler des concentrations de contraintes. L exactitude sera d autant meilleure que le type et le nombre d éléments seront élevés dans le modèle ; mais ceci entraînera une augmentation du temps de calcul. En revanche la méthode des éléments finis permet de rendre compte des situations lorsque les chargements et les déplacements seraient difficilement traitables par les méthodes classiques. Elle peut également trouver son intérêt dans les possibilités qu elle offre pour prendre en compte des hypothèses variées et donc, de comparer l influence des différents paramètres, tels que les matériaux prothétiques, le nombre de points d appui dentaire, la configuration géométrique des prothèses Cette méthode permet par exemple d étudier le comportement : des os du système dent parodonte os basal des implants et de la structure osseuse 7

9 du matériel sportif du système sanguin La photo-élasticimétrie. La photo-élasticimétrie utilise la lumière et des techniques d optique pour étudier les déformations qui se produisent dans des corps élastiques. [3] D usage courant en industrie la méthode fut appliquée à la dentisterie par Zak en 1935 qui a étudié les effets mécaniques des appareils d orthodontie sur les structures de soutien. Depuis la photo-élasticimétrie permet utilement de visualiser et d étudier la concentration des contraintes internes qui se développent dans les structures internes, les matériaux, les zones d appui de prothèse partielle, dans l environnement alvéolo-osseux normal ou réduit des dents d encrage, au cours du déplacement d une canine et de ses structures d appui, ou en présence d une structure de pont fixé. [3] Les jauges de contraintes Les jauges utilisent le principe selon lequel certains éléments de résistance électrique entraînent quand ils sont soumis à une déformation, une modification de résistance. La tension produit une augmentation de la résistance électrique alors que la pression cause une diminution de cette résistance. Ainsi, de telles jauges de contraintes, collées à la surface d une structure sujette à une charge, fournissent des tracés (diagrammes), reflétant des modifications de résistance électrique et par conséquent une connaissance de la déformation en ce point. [27] 8

10 3 CRITERES BIOMECANIQUES DENTAIRES 3.1 Situation des dents résiduelles sur l arcade Dans un premier temps il est important de distinguer les ponts rectilignes( qui concernent les secteurs cuspidés y compris la canine) et les ponts curvilignes(qui intéressent les secteurs antérieurs et les secteurs antéro-latéraux.). En effet la forme des arcades intervient dans les effets des forces s exerçant sur un bridge Les ponts rectilignes : Ils sont mobilisables par rotation autour de leur grand axe. D autre part l application de contraintes excessives sur les travées peuvent entraîner des descellements au niveau des points d appui. Il faudra dans ce cas prendre en compte l étendue et la qualité du support parodontal des dents d appui et l importance de l édentement. [39] Figure 3 L application de contraintes excessives sur les travées de ponts peut entraîner des descellements au niveau des dents d appui. ( D après M. VIGNON et Coll). 9

11 Le module d élasticité du matériau, joue également un rôle capital. (Intérêt des alliages non précieux.) Lors de la réalisation d un pont rectiligne, il faut tenir compte des impératifs suivants :? Valeurs extrinsèques des dents point d appui c est à dire le rapport couronne- racine.? Longueur de la travée? Malpositions : d après Dubecq, Housset et Bosquet l absence de malposition représente le cas idéal. En effet le parallélisme entre les axes d insertion des diverses préparations constituant les piliers des bridges est nécessaire à l insertion de la prothèse fixée. [2] Bosquet en 1923 écrit dans ses lois : «Le parallélisme est toujours admissible ; il peut remplacer divergence ou convergence.» Ainsi d après ces solutions prothétiques, en cas de malpositions, nous pourrons avoir un problème d axe d insertion de la prothèse fixée. [18] Cependant, Brunel et Lakermance (1958,1959,1961) montrent que pour certains cas cliniques les problèmes de parallélisme constituent un faux problème et que la radiculo-divergence permet non seulement l insertion mais majore la rétention. [10] De plus le respect du principe de parallélisme nécessite une mutilation importante de la partie coronaire de la dent pilier impliquant souvent une dépulpation, ce qui s oppose au principe du respect tissulaire. [23] La suppression excessive de tissu dentaire peut être à l origine d une hypersensibilité thermique, d un processus inflammatoire, voire de nécrose pulpaire. [26] 10

12 Figure 4 : Le respect du principe du parallélisme entraîne une mutilation des tissus dentaires.( D après SHILLINBURG) Brunnel et Lakermance ont le souci d éviter une mutilation exagérée du tissu dentaire et respectent la vitalité pulpaire. [11] Ils décrivent un trajet d insertion selon des mouvements complexes qui associent les trois plans de référence dentaire : mésio-distal, vestibulo-lingual, transversal ainsi que les plans obliques. Les mouvements possibles sont des mouvements de rotation ou de translation. Lors du trajet d insertion en rotation, la pièce prothétique pivote autour de l un des points d appui. Cette rotation permet l engagement des moyens d ancrage d une reconstruction 11

13 plurale sur des points d appui présentant une radiculo-divergence et préparés selon leur axe propre, sans aucun parallélisme des parois des différents points d appui entre eux. Nous pouvons illustrer ceci par des cas cliniques : D après F. MORIN Figure 5 Divergence des préparations Figure6 :Insertion rotative de l armature L insertion de la prothèse fixée plurale s effectue d abord sur la molaire et le mouvement de rotation permet la mise en place sur la prémolaire. Figure 7 Insertion de l armature Figure 8 : Armature insérée 12

14 Figure 9 : Bridge inséré. 13

15 Autre cas clinique : Figure 10 modèle de travail L axe de la préparation (axe de la photo) sur la prémolaire diverge nettement de l axe de préparation de la molaire Figure 11 : prothèse à insérer La photo souligne la divergence des préparations. 14

16 Premier temps Figure 12 : insertion en bouche par des mouvements de rotation Deuxième temps Troisième temps Figure 13: insertion Figure 14 : bridge inséré. 15

17 Certains éléments vont favoriser les mouvements complexes : Le profil des préparations doit prévoir des surfaces de glissement et ne pas s opposer au passage de la prothèse. La mobilité physiologique des dents. (1à2 /10 de mm) L éloignement des piliers d un bridge ( plus la distance qui les sépare est importante, plus l angle qu ils forment entre eux peut être important.). L élasticité des tenons radiculaires. La situation du pilier postérieur par rapport au plan d occlusion : La divergence des piliers dentaires peut être d autant plus accentuée que ce dernier est situé en dessous du plan d occlusion. Il existe cependant des limites à ce type d insertion des bridges. En effet une angulation très marquée, des piliers très rapprochés, des dents adjacentes gênant les mouvements d insertion nécessitent de rectifier ces malpositions : Si la version n est pas trop marquée, la difficulté peut être contournée par un meulage de la face mésiale ou une obturation permettant de remodeler la forme. Le moyen d ancrage postérieur peut être un demi-couronne. La face distale n est pas recouverte et elle doit être dépourvue de lésion. La demi-couronne est contre indiquée si le patient présente une mauvaise hygiène et si l écart entre les crêtes marginales adjacentes des deux molaires est important. 16

18 Figure 15 : Bridge dont le moyen d ancrage postérieur est un demi-couronne ( D après SHILLINGBURG) Le soucis du respect de la vitalité doit faire envisager l alternative thérapeutique constituée par l orthodontie. [39] Figure 16 Redressement orthodontique pré-prothétique d une deuxième molaire (D après SHILLINGBURG) 17

19 Le problème posé par la version mésiale ou distale d une dent support peut être résolu en ayant recours à une connexion semi-rigide. [42] Figure 17 : exemple de bridge avec une connexion semi-rigide (D après M. VIGNON)? Le plan d occlusion : Un plan d occlusion plat ne permet pas aux dents point d appui de travailler selon leur grand axe. A l inverse une courbe de Spee trop marquée entraîne une mauvaise répartition des contraintes occlusales sur le parodonte. D autre part l égression des dents en face d édentements non compensés pose un problème vis à vis du plan d occlusion : les bridges doivent impérativement rétablir des plans 18

20 d occlusion fonctionnels et à ce titre les dents égressées doivent être modifiées. (coronoplastie, prothèse fixée... )? Les dents contiguës posent un problème car on ne doit pas laisser isoler une dent distale, d autant qu il paraît toujours rassurant d adjoindre un pilier supplémentaire. (Cf. loi de Hante) ; Mais cependant il ne faut pas oublier que des ancrages supplémentaires distaux ou mésiaux, sont soumis à des contraintes de traction : dans ce cas les appuis attenants aux éléments intermédiaires deviennent des centres de rotation, les risques de descellement pouvant être majorés s il existe une inégalité de rétention entre les deux extrémités du bridge. En effet les moyens d ancrage secondaires doivent être aussi rétentifs que les autres. Figure 18 :Lorsque les forces occlusales s appliquent au niveau des intermédiaires, les moyens d ancrage annexes sont soumis à des efforts de tractions ; (D après SHILLINGBURG)? Le point d appui central : Il s agit d une situation clinique fréquente : souvent une dent est isolée et doit servir de point d appui médian au bridge intéressant les deux secteurs édentés qui la bordent. 19

21 Pour TYLMAN [38], la surface occlusale du pilier intermédiaire de bridge doit être recouverte en totalité. En effet si chacun des trois ancrages est à face occlusale totale, il y aura moins de risque de descellement, sauf en direction axiale. Figure 19Un pilier intermédiaire entre deux piliers réclame un ancrage avec une face occlusale totalement métallique (D après TYLMAN) Alors, si la prémolaire (cf schéma ci-dessus) est porteuse d un ancrage intracoronnaire de type mésio occluso distal, les cuspides vestibulaires et linguales n étant pas recouvertes, une pression verticale sur l une de ces pointes cuspidiennes peut «enfoncer»la dent dans son alvéole provoquant le descellement de l ancrage. 20

22 D après Hobo, Schillingburg et Fisher, un point d appui central peut constituer un centre de rotation. [35] Selon ces auteurs il convient donc pour éviter ce mouvement d utiliser une connexion semirigide (distale par rapport au point d appui central de façon que le déplacement mésial, intervenant lors de l occlusion en bloque les deux parties l une dans l autre.). Il s agit d un attachement qui répartit les contraintes entre le moyen d ancrage et l intermédiaire. Leur utilisation est limitée aux bridges destinés au remplacement d une seule dent car l ampleur des mouvements transmis à une travée plus longue serait trop importante pour être acceptée par la dent portant le moyen d ancrage. De plus le point d appui central ne doit présenter aucune mobilité. Mouvement de bascule autour d Un point d appui central. Un attachement de précision placé sur la face distale de la deuxième prémolaire supprime le centre de rotation. Figure 20Effets des contraintes appliquées sur un pont présentant un point d appui central. (D après M. VIGNON) 21

23 3.1.2 Les ponts curvilignes : Les éléments concernant les ponts rectilignes s appliquent également aux ponts curvilignes Dans les ponts curvilignes, les intermédiaires sont à distance d un axe joignant les moyens d ancrage. Ils agissent comme un levier et provoquent un mouvement de rotation autour de cet axe. Ce mouvement est d autant plus important que la courbure est prononcée. [27] Figure 21 : Rotation du pont. ( D après ROUCOULES.) Application : Cette difficulté se présente fréquemment lors du remplacement des quatre incisives maxillaires et est d autant plus importante que l arcade est en forme de V. Il faut éviter ou diminuer ce mouvement de rotation ; ce qui implique d adjoindre des appuis annexes. (Extension des bridges aux prémolaires.). 22

24 Figure 22La rétention secondaire R doit concerner les dents placées à une distance de l axe joignant les moyens d ancrages principaux égale à celle du bras de levier des intermédiaires P. (D après SHILLINGBURG) De plus les problèmes liés aux courbures sont différents au maxillaire et à la mandibule. En effet l orientation des contraintes, centripète au niveau de la mandibule et centrifuge à celui du maxillaire impose dans ce dernier cas un renforcement des appuis d autant que la distance entre les points d application des contraintes et l axe réunissant les piliers est plus importante à son niveau. Ainsi les conditions sont plus favorables à l arcade mandibulaire car ces forces sont dirigées vers l intérieur de la courbure sur l élément intermédiaire, plus proche de l axe joignant les moyens d ancrage. [33] D autre part il s agit d un pont intercalaire, il bénéficie à la mandibule du calage assuré par les dents limitant l édente ment. 23

25 Figure23 :Orientationdescontraintes : centrifuge au maxillaire, centripète à la mandibule (D après M. VIGNON) La conception, des ponts curvilignes de grande étendue est dominée par les théories de ROY, de HOUSSET, de BELIARD et de WEINBERG entre autres auteurs. Ces conceptions sont également à l origine des possibilités de contention qu autorise ce type de restaurations prothétiques, nuancées toutefois par les auteurs nordiques. Sur le plan mécanique, l effet de contention est obtenu lorsque trois piliers sont situés dans des plans différents. (FOURQUET, ROY, BELIARD, HOUSSET). En effet pour BELIARD l augmentation du nombre de points d appui non alignés améliore les conditions d équilibre en limitant le nombre d axes de rotation. [8] 24

26 Figure 24 : Loi de Béliard l augmentation du nombre de piliers améliore les conditions d équilibre (D après MORENAS et Coll.) L adjonction d un pilier supplémentaire ne peut que renforcer la stabilité de l ensemble. [42] Bien que ces conceptions mécanistes sur l immobilisation des piliers aient été à l origine de grandes constructions de contentions et de grands bridges de restaurations, elles semblent contraires aux principes biologiques actuels. Quoi qu il en soit, l expérience clinique[42] révèle que ce type de construction peut durer longtemps même avec un nombre réduit d appuis à condition que les canines soient présentes et que les supports parodontaux des piliers le permettent. 25

27 3.2 Nombre de dents résiduelles Au niveau de la structure Plus un édente ment est important et plus sa restauration par prothèse fixée est complexe. En effet une travée de bridge est d autant plus flexible qu elle est longue et cette flexibilité peut être responsable de descellement ou de forces traumatiques sur les piliers. [39] Analyse mécanique de la travée Schématiquement un bridge peut être assimilé à une poutre encastrée aux deux extrémités, voire à une extrémité (bridge cantilever.). [4] Figure 25 : représentation schématique d un bridge (D après MORENAS, AUBRY et Coll) Les forces agissant sur cette poutre vont provoquer sa flexion et l apparition de contraintes aux zones de connexions. ( Contraintes de cisaillement). 26

28 Figure 26 Flexion et contrainte d un système bridge sous l action d une force F appliquée sur la travée. (D après MORENAS, AUBRY et COLL.) Flexion de la poutre Ces contraintes dépendent de la forme, de la longueur et de l épaisseur de la travée. La flexion ou la courbure de la travée sont proportionnelles au cube de sa longueur et inversement proportionnelles au cube de son épaisseur. Si les autres éléments mécaniques restent constants, une travée de deux intermédiaires fléchit huit fois plus que si elle n en comportait qu un et vingt sept fois plus si trois dents sont remplacées. Si l épaisseur est moitié moindre, la flexion est aussi huit fois supérieure. [35] 27

29 . Figure 27 Déformation et flexion d une poutre en fonction de sa longueur. (D après SHILLINBURG et Coll) 28

30 Figure 28 : Déformation et flexion d une poutre en fonction de son épaisseur. (D après SHILLINBURG et Coll.) D autre part, l amplitude de la déformation en flexion est inversement proportionnelle au modèle de rigidité de la poutre qui est définit par le produit du Module de YOUNG de l alliage et de l inertie de la section droite de la travée. [4] D où se dégagent : Une influence néfaste de la longueur de la poutre. Une influence favorable d un module de Young élevé. Une influence favorable d un module d inertie élevé. (Forme géométrique.) Ainsi pour minimiser la déformation d un bridge de longueur imposée, il est possible de jouer sur ces deux derniers facteurs en choisissant un matériau à module de Young élevé et une forme géométrique qui conduit à la plus grande inertie possible. 29

31 Formes géométriques L inertie de la travée est proportionnelle à sa largeur et à sa hauteur élevée à la puissance trois. Pour optimiser l inertie d une travée c est à dire obtenir la meilleure rigidité pour une même quantité de matière, il est nécessaire d avoir des formes : En T ou ovale au niveau des dents postérieures. En losange dans les zones antérieures, compte tenu de l anatomie dentaire et de la résultante des forces à ce niveau. [5] Pour une connexion il faudra privilégier la hauteur plus que la largeur. Les efforts de torsion auxquels peuvent être soumises les prothèses scellées de grandes étendues sont répercutés sur les dents supports et particulièrement ressenties par les plus fragiles Au niveau dentaire : On est parfois contraint de pallier un rapport couronne racine défavorable en augmentant le nombre de dents supports. Deux dents adjacentes sont alors utilisées mais la surface radiculaire de ces appuis secondaires et leur rapport racine couronne doivent être équivalent aux dents supports. On peut par exemple utiliser une canine pour renforcer une prémolaire mais pas une incisive latérale pour une canine. 30

32 Il est également important de prendre en compte l aptitude des dents restantes à assumer les contraintes supplémentaires liées au remplacement des dents absentes. Deux facteurs que nous reverrons plus tard sont à considérer pour évaluer les dents piliers et leur rôle à venir dans la future prothèse fixée : -le rapport couronne clinique /racine -La forme des racines qui est favorable si elles sont volumineuses, nombreuses, et de formes contournées. Tous ces éléments conduisent à la notion de surface radiculaire efficace c est à dire celle recouverte par le desmodonte. [39] Cette notion à conduit à la loi de Hante (1926) qui précise le nombre de dents absentes pouvant être remplacées par une prothèse fixée dans de bonnes conditions : la surface radiculaire globale des points d appuis doit être égale ou supérieure à celle présumée des dents remplacées. [39] Jepsen a évalué les aires radiculaires des différentes dents des deux arcades ; les résultats sont regroupés ci-dessous. [35] 31

33 Figure 29 : Rapports des surfaces radiculaires des dents de l arcade maxillaire. Le nombre entre parenthèses au-dessus de chaque dent correspond au rapport entre la surface radiculaire de cette dent et celle de la plus petite de l arcade ; l incisive latérale. (D après SHILLINBURG et Coll.) 32

34 Figure 30 : Rapport des surfaces radiculaires des dents de l arcade mandibulaire. Le nombre entre parenthèses au-dessus de chaque dent correspond au rapport entre la surface radiculaire de cette dent et celle la plus petite de l arcade ; l incisive centrale (.D après SHILLINBURG et Coll.) 33

35 Exemple : 1) Figure 31 : situation favorable. (D après M. VIGNON et Coll.) La situation ci-dessus est une situation favorable. En effet le support parodontal de la première prémolaire et de la deuxième molaire est équivalent à celui des deux dents absentes 2) Figure 32 : situation défavorable En revanche la situation ci-dessus est défavorable. En effet la somme des surfaces radiculaires des dents à remplacer est supérieure à celle des dents supports. 34

36 Des bridges comportant plus de quatre éléments intermédiaires sont concevables et l exemple le plus fréquent est celui du remplacement des quatre incisives maxillaires. La loi de Hante a été corroborée par Duchange en 1927 ; qui a proposé des coefficients spécifiques pour chaque dent en fonction de sa surface de mastication, de sa morphologie, de sa structure sur l arcade et de sa physiologie. [42] Ainsi il précise qu un bridge est équilibré quand la somme des coefficients des dents piliers appelée force de résistance, est supérieure ou égale à la somme des coefficients des dents remplacées appelée force de travail. Figure 33 : Les coefficients de Duchange (D après MORENAS et Coll. ) Nous pouvons mettre quelques critiques à cette loi : La valeur des dents ne tient pas compte de l état clinique. A l époque les connaissances physiologiques étaient réduites. La valeur du coefficient est discutable notamment pour les prémolaires. 35

37 Pour BIAGGI, une dent peut rarement en supporter une autre, deux dents peuvent en supporter une, souvent deux, et trois dents peuvent en supporter deux parfois trois. D autre part, NYMAN et ERICSSON [29] ont présenté, après une période d observation de huit ans, des bridges dont la surface radiculaire efficace des dents piliers était inférieure, à plus de 50 % à celle préconisée par la loi de Hante. Apres cette période de huit ans le support parodontal autour des piliers restait inchangé. D un point de vue pratique, il semble judicieux de rappeler qu il est d autant plus légitime de s éloigner de la loi de Hante que les critères biologiques sont correctement pris en compte par le patient (contrôle de plaque, maintenance et par le praticien, maîtrise des techniques parodontales.).[39] 36

38 3.2.3 Etude de AUGEREAU et de PIERRISNARD. [5] Conditions d expérimentation Cette étude permet de quantifier et de localiser les contraintes dentaires et osseuses générées par un pont dentaire. Son but est également de hiérarchiser l influence du nombre d intermédiaires de pont et du degré d involution parodontale. Augereau et Pierrisnard utilisent la méthode des éléments finis. Dans cette étude, les matériaux et les structures sont considérés comme isotropes et travaillant en élasticité linéaire, c est à dire dans un domaine ou ils reprennent leur géométrie initiale après suppression des efforts appliqués. Ils ont étudié 6 modèles de ponts dentaires comportant 3,4 et 5 éléments en nickel chrome. Les dents point d appui sont insérées dans une base osseuse, encastrées, dont la hauteur est normale puis diminuée de moitié. Chacun des 6 modèles reçoit une force axiale de 100 newtons appliquée au milieu de la travée. L intensité peut être choisie arbitrairement puisque la réponse des structures est élastique et linéaire quelle que soit la charge. 37

39 Figure 34 : Exemple : modèle1, pont de trois éléments os normal, nœuds, éléments. Charge axiale de 100 newtons. ( D après Dominique AUGEREAU et Laurent PIERRISNARD) Ainsi cette étude permet d évaluer et de quantifier le rôle du pont dans la transmission des contraintes aux tissus dentaires et péri dentaires afin de déterminer les conditions les plus favorables à la pérennisation des dents supports Conclusions Cette étude permet d orienter des choix prothétiques de bridges dans des cas cliniques analogues à celui qui à été modélisé. Mais son intérêt principal réside dans les possibilités qu elle offre de quantifier le risque toujours présent en prothèse fixée plurale. 38

40 Ainsi ce risque doit être pris en compte dans le dialogue patient praticien à l issu duquel la décision thérapeutique est prise avec le consentement éclairé du patient. Sur le plan pratique des conclusions peuvent être tirées : En ce qui concerne le degré d involution parodontale ; plus le niveau osseux est réduit, plus les contraintes exercées sur les dents supports sont importantes. Ceci rejoint le contenu de la loi d Ante qui établit que la surface radiculaire globale des points d appui doit être égale ou supérieure à celle présumée des dents remplacées. De plus la dent présentant la valeur intrinsèque la plus faible, la prémolaire est la plus sollicitée des deux points d appui. En ce qui concerne la longueur de la travée qui est le deuxième paramètre étudié dans cette étude ; lorsque le niveau osseux est normal, l augmentation de la longueur de la travée entraîne l installation de contraintes dentaires et osseuses importantes. En revanche, lorsque le niveau osseux est réduit, la longueur de la travée n a alors qu une faible influence. Ainsi l association d un parodonte très réduit et d une longueur de travée importante crée une situation qui peut être dramatique tant pour l os que pour la dentine. 39

41 3.3 Hauteur clinique La hauteur clinique (le rapport couronne racine) est un facteur important à considérer lors de l évaluation des dents supports. Le rapport coronoradiculaire concerne d une part la longueur coronaire extra osseuse c est à dire de la face occlusale à la crête alvéolaire et d autre part la longueur radiculaire intra osseuse. Plus le niveau alvéolaire est apical, plus le bras de levier coronaire est important et plus l effet des contraintes risque d être nocif. Le rapport couronne clinique- racine clinique idéal pour une dent point d appui est 1/2. Il s agit d un rapport théorique, en réalité il est plus fréquemment égal à 2/3. Un rapport égal à l unité est une limite. [35] Il existe des cas dans lesquels le rapport couronne racine est supérieur à 1/1, mais 1 peut être considérée comme acceptable. Si les rapports d occlusion s établissent avec des reconstructions prothétiques amovibles antagonistes, les contraintes occlusales en sont diminuées sur les dents supports. En effet il à été démontré que les forces occlusales s exerçant au niveau d éléments de remplacement étaient moindres que celles s exerçant sur les dents naturelles. 40

42 Figure 35 : Rapport couronne clinique-racine clinique (D après SHILLINGBURG et Coll.) 41

43 3.4 Résistance mécanique des dents résiduelles Tout élément prothétique doit pouvoir supporter les forces occlusales constantes auxquelles il est soumis. Ceci prend une signification particulière lorsqu il s agit de réaliser un bridge car les contraintes s exerçant au niveau des dents absentes sont transmises aux dents d appui par les moyens d ancrage. Par conséquent les dents supports sont appelées à recevoir des contraintes supplémentaires. L idéal serait de pouvoir fixer un bridge sur des dents pulpées. En effet d après TYLMAN, [38] la dent pilier idéale contient une pulpe vivante, mais les dents dépulpées peuvent servir de points d appui à condition :? D avoir un bon traitement radiculaire ;? De compenser les pertes de substances coronaires. Les tissus de soutien dentaires doivent être exempts de toute inflammation, les dents ne doivent pas être mobiles car elles doivent pouvoir résister aux contraintes supplémentaires Evaluation des racines et des tissus de soutien Quatre facteurs sont à considérer lors de l évaluation des racines et de leur structure de soutien :? Le rapport couronne-racine dont nous avons déjà parlé? La forme des racines? La surface radiculaire efficace (cf. : nombre de dents résiduelles.) ;? Dent pulpée ou dépulpée 42

44 Le rapport couronne racine Cf. hauteur clinique La forme des racines : La configuration radiculaire intervient dans le choix d une dent support de pont.? le diamètre des racines : Les racines dont le diamètre vestibulolingual est supérieur au diamètre mésiodistal sont préférables à celles ayant une section circulaire. [7] D après SHILLINGBURG, [35] la configuration radiculaire de la première prémolaire maxillaire possédant une plus grande largeur vestibulolinguale que l incisive centrale maxillaire, dont la section radiculaire est pratiquement circulaire la rend plus favorable en tant que point d appui prothétique bien que les surfaces radiculaires de ces deux dents soient identiques. Figure 36 : Première prémolaire maxillaire et incisive centrale maxillaire (d après M. VIGNON) 43

45 ? La divergence des racines D après GERLACH [18] les racines divergentes d une pluriradiculée offre une meilleure assise que celles qui convergent, fusionnent ou présentent une forme tronconique. Pour SHILLINGBURG, [35]une molaire dont les racines sont divergentes est un meilleur point d appui qu une molaire dont les racines ont fusionné. De plus la présence d une courbure radiculaire dans le tiers apical ou d irrégularités de la forme radiculaire sont autant d éléments favorables. Figure 37 : La morphologie radiculaire (D après M.VIGNON) D après ALVES et ses collaborateurs [3], les dents à longues racines neutralisent mieux les forces et donc peuvent supporter des contraintes plus importantes. 44

46 La surface radiculaire efficace. Nous avons vu qu il s agit de la surface recouverte par le ligament parodontal. Des dents volumineuses ont une surface radiculaire plus importante et peuvent donc supporter ces contraintes supplémentaires sans trop de dommage Dents pulpées dents dépulpées Les dents possèdent une sensibilité dentinaire liée à leur vitalité. [21] Dans la dentine on trouve deux types de récepteurs : Les récepteurs polynodaux : Ils ont été mis en évidence sur des dents meulées, privées de leur émail. Leur activation persiste plusieurs minutes après la stimulation, à l opposé de tous les autres récepteurs dentaires, parodontaux ou pulpodentinaires. Les récepteurs de percussion : Ce sont des terminaisons sensitives qui sont mises en jeu dans les conditions normales. Ils répondent de façon brève mais intense aux chocs se produisant sur la couronne (par exemple au cour de la mastication. Les réponses dépendent de l énergie au moment du choc mais sont indifférentes au lieu et à la direction du stimulus. La syndesmotomie totale est sans effet sur l activité de ces récepteurs, alors que la destruction progressive de la dentine par meulage provoque leur mise en silence définitive. 45

47 Dans la pulpe on rencontre des récepteurs pulpaires sensibles au chaud et au froid, ainsi qu a l hypertension pulpaire. Ces récepteurs sont en relation avec l artère vascularisant le territoire de la dent concernée. Ainsi les dents pulpées sont plus résistantes aux contraintes mécaniques que les dents dépulpées. De plus elles apportent un avantage non négligeable sur le plan esthétique. Lors des préparations sur dents vitales tous les efforts devront être faits afin de respecter l intégrité pulpaire Cela suppose d éviter les excès de chaleur, de pression, de vibration et de dessiccation. Cependant pour être apte à être utilisée comme pilier, une dent doit offrir un volume suffisant pour supporter les forces auxquelles elle sera soumise après que le bridge y sera fixé. Cet impératif physique est souvent compromis dans le but d épargner la pulpe dans une dent très délabrée par la carie. [38]. D autre part si on est amené à préparer une molaire pulpée très courte, la déduction occlusale indispensable pour la réalisation d une couronne céramo-métallique ou d un onlay céramique conduit à dépulper la dent support, surtout si la pulpe est volumineuse. La dépulpation conduit à des modifications des caractéristiques mécaniques et biologiques de la dentine, ce qui fragilise la dent : [15] L élasticité d une dentine jeune hydratée et poreuse est différente de celle d une dentine âgée sclérotique. L ancienneté de la dépulpation augmente la fragilité de la dent. Le retraitement endodontique augmente non seulement la mutilation mais accroît la fragilité, du fait du stress mécanique directement lié aux manœuvres de désobturation, reprises de préparation et réobturation. C est pour cela que le traitement endodontique initial est important. 46

48 L étanchéité de l obturation et de la reconstitution coronaire sont fondamentales. Selon DEGRANGE et Coll. [15], l absence d étanchéité provoque des phénomènes de corrosion expliquant ainsi la fragilité des dents. TYLMAN définit le pilier acceptable comme étant une dent saine, intrinsèquement et relativement à son environnement. [38] Il doit être capable de supporter les forces additionnelles que lui fera subir la prothèse. Il doit sauvegarder l intégrité pulpaire et assurer celle de la dent contre les fractures et les caries Problème de la mobilité des points d appui : L opinion largement répandue est que : «Une dent ayant perdu une partie très importante de son support parodontal ne peut être utilisée comme pilier de bridge» [20] Cette opinion est contestée par Fourel [16] «Sur des patients atteints de destruction parodontale très avancée (os alvéolaire ne persistant qu au niveau d un tiers radiculaire) des restaurations prothétiques fixées réalisées avec d importants porte-à-faux peuvent être réévaluées après cinq années. Il faut bien entendu que les prothèses répondent à certains critères : équilibres occlusaux, limites supra gingivales, hygiène scrupuleuse... Pour voir l évolution de la mobilité il est conseillé d avoir recours à un bridge provisoire. Pour TYLMAN [38] quand un pilier est mobile, l étiologie de cette mobilité doit être recherchée. Si elle est due à une infection périodontale, à une destruction osseuse excessive ou à d autres causes du même ordre, il ne pourra être utilisé qu une fois les conditions actuelles corrigées, leurs causes supprimées. 47

49 Il existe des cas ou une dent relativement mobile peut être conservée pendant longtemps si elle est stabilisée. Cela en multipliant le nombre de pilier et en solidarisant les ancrages du bridge. Ce type de contention par piliers multiples agissant comme une attelle pour les dents mobiles leur permet souvent de recouvrer stabilité et fonction. Ce pendant il n est pas raisonnable, d employer comme pilier de bridge toute dent n offrant pas un degré de fermeté comparable à sa voisine en bonne santé. Pour Nyman, [7] lorsqu un pont présente une mobilité exagérée, on peut facilement repérer un axe autour duquel s exerce cette mobilité. Pour empêcher que cette mobilité n aille en s affirmant et pour éviter le basculement ou la migration du pont, il faut établir l occlusion de telle sorte que les forces d origine musculaire s exercent simultanément sur le pont avec une charge qui s équilibre des deux cotés de l axe c est à dire que les contraintes se répartissent uniformément sur le pont. Cet équilibre doit être obtenu en intercuspidie maximale et dans les excursions. Ainsi plus le support parodontal est faible et moins la répartition des ancrages est favorable. Il est donc nécessaire de construire le pont avec des contacts qui le soutiennent dans toutes les directions des déplacements mandibulaires. D après GREENSTEIN[ 20] les dents mobiles au parodonte sain sont acceptables, a moins que l un des facteurs suivants ne soit présent : Le patient se plaint de la mobilité La mobilité est une gène à la mastication La mobilité s accroît En présence de l une de ces situations les dents doivent être solidarisées. Quoi qu il en soit il faut avoir recours à un bridge provisoire afin de vérifier dans quel sens la mobilité évolue. 48

50 L objectif principal est de créer une situation ou la mobilité du pont est non croissante. L évaluation de cette progression s adresse plus à la clinique qu à des critères cliniques. 49

51 4 CRITERES PARODONTAUX. La réalisation prothétique est considérée comme une phase thérapeutique qui trouve sa place dans une démarche globale fondée sur des éléments biologiques en particulier parodontaux. On conçoit ainsi qu un examen clinique préalable des éléments parodontaux est indispensable pour une bonne conduite du traitement prothétique. 4.1 Rappel du parodonte sain. Le parodonte qui vient du grec : para (= à côté) et de odontos (=dent) est constitué par l ensemble des tissus qui entourent et soutiennent la dent. Il comprend la gencive, l os alvéolaire, le ligament alvéolodentaire ou desmodonte et le cément. La gencive est formée d une partie marginale ou libre, et de la gencive attachée qui se prolonge par la muqueuse alvéolaire. Au niveau inter dentaire se trouvent les papilles. La gencive est une adaptation de la muqueuse buccale qui se doit de résister aux sollicitations pendant la mastication. Du point de vue histologique, elle est constituée d un épithélium et d une partie conjonctive. L épithélium est lui-même composé d une partie masticatrice faisant face à la cavité buccale en vestibulaire et en lingual et d une partie en regard de la dent comprenant également l épithélium de jonction. Le conjonctif de la gencive comprend des cellules, une substance fondamentale et des fibres constituant entre autre l attache conjonctive. Le sillon gingivo-dentaire définit l espace entre la gencive et la dent. 50

52 L os alvéolaire est l élément essentiel assurant la liaison de l organe dentaire au maxillaire : il est relié à l os basal d une part et d autre part il reçoit les fibres desmodontales. On distingue trois parties : la corticale externe la corticale interne ou lamina dura l os spongieux L os alvéolaire se transforme continuellement pour assurer la constance de ses rapports anatomiques avec les dents. Le cément est un tissu calcifié qui recouvre la dentine radiculaire ; il a un double rôle : il assure la fixité des fibres du desmodonte et participe à l éruption continue de la dent destinée à compenser la perte de hauteur liée à l abrasion des forces occlusales. Les dents sont ancrées dans l os par le ligament alvéolo-dentaire qui relie le cément à l alvéole. Ce ligament permet le maintien des relations dentaires en compensant l abrasion de l émail au niveau des faces occlusales et des points de contacts. Il stimule également l os alvéolaire par l intermédiaire de ses fibres lors de la fonction. Enfin il régule les mouvements de mastication grâce à ses récepteurs sensitifs. Du sillon gingivo-dentaire suinte un liquide : le fluide gingival présent surtout en cas d inflammation [6] 51

53 4.2 Evaluation de la santé parodontale L évaluation de la santé parodontale se fait au cours de l examen clinique et radiologique. [39] L examen clinique est réalisé à l aide du miroir et de la sonde parodontale. Tout d abord il est important de vérifier que l hygiène est satisfaisante. Le préalable à toute thérapeutique est la préservation de l intégrité des tissus dentaires et péri dentaires dans le temps. Le contrôle de plaque doit être évalué par le praticien lors de l examen initial vérifié au cours de la phase thérapeutique puis pendant la maintenance. En effet le pronostic de la prothèse à long terme est directement lié à la qualité du contrôle de plaque. Grâce au révélateur de plaque, les dépôts bactériens sont rendus visibles : cette technique peut être utilisée lors de l instruction d hygiène aux patients. [28] Figure 38: Dépôt de plaque rendu visible grâce au révélateur. (D après NIKLAUS P. et Coll.) 52

54 Examen de la gencive : Une gencive fine laisse voir les structures sous jacentes transparentes ; il s agit d une gencive fragile qui nécessitera de prendre de nombreuses précautions lors de la réalisation de la prothèse. La hauteur de gencive adhérente ( partie de la gencive kératinisée supportée par l os) doit être d environ 3 millimètres. L examen des freins porte essentiellement sur l effet de traction qu ils peuvent entraîner sur une gencive fine et accessoirement sur l entrave que peuvent représenter leur position et leur insertion lors du contrôle de plaque. L examen de la forme du feston gingival surtout au niveau du bloc incisivo-canin supérieur est déterminant pour le résultat esthétique. En effet l absence d alignement entre le bord incisif et la ligne des collets rend le sourire inesthétique. 53

55 Figure 39 : Absence d alignement des collets. (D après UNGER et Coll.) L appréciation de la profondeur du sulcus est indispensable pour déterminer la situation de la limite dento prothétique. (Supra, juxta ou sous gingivale.) La profondeur du sillon gingivo-dentaire ne doit pas excéder 3 millimètres, limite maximale susceptible d être maintenue par un contrôle de plaque bien réalisé. Lorsqu une élongation coronaire à été effectuée, le sillon gingivo-dentaire ne peut être que d 1 millimètre, et interdit alors des limites prothétiques sous gingivales. L examen de ce sillon se fait à l aide de la sonde parodontale. [39] En ce qui concerne le ligament alvéolo dentaire ; son épaisseur ou sa finesse dépend de la fonction ou de l absence de fonction de la dent. Pour une dent non fonctionnelle, l épaisseur diminue, ceci est lié à l apposition de cément sur la racine. 54

56 4.3 Moyens d évaluation de la structure osseuse. La densité de l os alvéolaire peut être évaluée à l aide de la radiographie. En effet, l analyse radiographique est un moyen utile pour estimer l importance de la perte du tissu osseux. Il s agit cependant d un complément de l examen clinique qui ne peut lui être substitué. [43] L examen radiographique : Des techniques radiographiques variées permettent un examen du tissu osseux. La radiologie long-cône dite de technique parallèle permet d obtenir des clichés périapicaux avec le moins de déformation possible : Pour que les rayons X soient perpendiculaires au grand axe longitudinal de la dent il est possible d utiliser des portes films. [17] De plus le film doit être le plus possible parallèle au grand axe des dents. Le déplacement du cône dans une direction mésiale ou distale sans changer le plan horizontal projette les rayons X dans une direction oblique et modifie la forme de l os interdentaire, la largeur de l espace desmodontal et l apparence de la lamina dura. Dans certains cas, cela peut aussi déformer l étendue de l atteinte des furcations. Les radiographies panoramiques permettent d avoir une vision d ensemble des structures buccales et constituent ainsi un moyen d identifier des lésions étendues. Elles donnent une idée de l importance de la destruction osseuse parodontale mais ne conviennent pas pour un examen précis du degré de l alvéolyse associée à chaque dent. Il existe en effet un agrandissement et une importante distorsion. 55