ISO 9001 et 13485 Certification SWISS MADE Le présent article se propose de comparer le titane et l oxyde de zirconium d après les principaux critères d un implant à l aide d une revue de la littérature scientifique. Les résultats similaires des deux matériaux en termes de biocompatibilité et d ostéointégration s expliquent par leur surface oxydée. Leurs différences de réaction avec les tissus mous, de stabilité, d esthétique et de corrosion sont, quant à elles, essentiellement dues aux propriétés différentes des métaux et des oxydes métalliques. Depuis quelques années, l oxyde de zirconium gagne du terrain en implantologie dentaire. Les implants dentaires monoblocs fabriqués dans ce matériau sont d un blanc éclatant et, qui plus est, sans métal. Ces deux propriétés sans doute très intéressantes suggèrent a priori une supériorité par rapport au titane. Mais quels résultats obtiendraient ces deux matériaux dans le cadre d une analyse comparative? C est pour répondre à cette question que la documentation scientifique existante a été passée en revue pour recenser et confronter les performances des deux matériaux dans un certain nombre de paramètres d implants dans le cadre d une analyse comparative. Définitions Il peut paraître judicieux de définir exactement la terminologie avant de procéder à une comparaison. Un coup d œil sur un tableau périodique des éléments chimiques suffit pour constater que la zircone et le titane sont deux éléments qui appartiennent au même groupe et qui, par conséquent, sont très apparentés chimiquement. Afin de comprendre les grandes différences entre ces deux systèmes d implant, il est indispensable de décoder chacune des deux «formes» possibles de ces matériaux. Dans leur forme pure, le titane et la zircone sont des éléments métalliques qui possèdent les propriétés inhérentes à tout métal : Plasticité Conductibilité électrique Conductibilité de la chaleur Éclat métallique Sensibilité à la corrosion En revanche, quand ces deux éléments se trouvent dans leur forme oxydée, nous avons affaire, non plus à des métaux, mais à des oxydes métalliques, qui possèdent une autre structure chimique et par conséquent des propriétés tout à fait différentes : Électriquement neutre Grande dureté Couleur blanche Relativement inerte chimiquement Il faudrait donc toujours parler d «oxyde de zirconium» ou, encore plus exactement, d «implants en dioxyde de zirconium», car ce que nous avons ici est un oxyde métallique pur (non métallique), retraité en une céramique oxyde. En anglais, on emploie également le terme de «zirconia» pour désigner l oxyde de zirconium. Dans le domaine des implants en titane, le terme «implants en oxyde de titane» est très répandu, bien que l oxyde de titane pur soit blanc comme neige, à l instar de l oxyde de zirconium. Mais cette dénomination n est en réalité pas complètement erronée, puisque la périphrase «oxyde de titane» tient compte du fait qu une couche d oxyde de titane «épaisse» de 2 à 5 micromètres se dépose en une fraction de seconde à la surface de l implant en titane (voir Figure 1). Cette couche très fine joue un rôle > 1
biologique très important en implantologie, car elle «masque» le métal situé sous la couche et le rend invisible à tous les processus tissulaires intégratifs. Le titane n est pas reconnu par les cellules comme étant un métal : il est alors toléré par les tissus [16, 9]. Compatibilité biologique Il n est donc pas étonnant de trouver, à la lecture des études menées sur la biocompatibilité de ces deux matériaux, des résultats relativement concordants, puisque, chimiquement, les deux types d implants sont composés exclusivement d oxyde métallique. Albrektsson et al. [1] avaient déjà trouvé que les deux matériaux étaient bien acceptés par les tissus et ne présentaient aucune réaction négative avec les tissus. Ces résultats ont été confirmés dans les études comparatives de Dubruillé et al. [4], Kohal et al. [10] et Sennerby et al. [17). Les propriétés d ostéointégration des deux matériaux ont également été étudiées dans le cadre d études comparatives ; Albrektsson et al. [1] et Kohal et al. [10] n ont pas, dans un premier temps, mis à jour de différence significative entre les deux. Ce n est que dans des études plus récentes que des divergences ont été identifiées, dues toutefois à la différence de rugosité de surface des implants étudiés (voir Figure 2). Sennerby et al. [17] ont montré que les implants de rugosité de surface comparable présentaient une ostéointégration comparable. Les implants en oxyde de zirconium à surface lisse ont en revanche affiché des scores significativement plus mauvais. Gahlert et al. [5] ont trouvé les mêmes résultats : ils ont rapporté qu un implant en titane de surface deux fois plus rugueuse qu un implant en oxyde de zirconium présentait une ostéointégration elle aussi deux fois supérieure. Dans cette étude, les implants en oxyde de zirconium dotés d une surface rugueuse se sont avérés significativement supérieurs aux implants en oxyde de zirconium non traités en termes d ostéointégration (voir Figure 2). On en a ainsi conclu qu une amélioration de l ostéointégration était possible en augmentant la rugosité de surface. Les effets potentiels du comportement inflammatoire de la gencive ont également été étudiés pour les deux matériaux d implant. Dans une étude de Scarano et al. [14], des petits disques des deux matériaux de même rugosité ont été fixés dans la région molaire des sujets. Après 24 heures, l importance de la colonisation bactérienne a été mesurée. L oxyde de zirconium a donné de meilleurs résultats avec une densité bactérienne significativement inférieure. Si, comme l ont conclu les auteurs, on estime que la plaque dentaire bactérienne joue un rôle majeur dans la réaction inflammatoire des tissus, alors les surfaces dentaires ou d implant présentant une affinité moindre pour la plaque devraient a contrario constituer un terrain favorable pour les tissus mous. Glauser et al. [6] et Sidharta [18] ont confirmé la réaction favorable des tissus mous à l oxyde de zirconium, qui s est d ailleurs avérée être légèrement meilleure que celle des surfaces dentaires naturelles dans les deux travaux (voir Figure 3). Fig. 1 :: implants en coupe transversale / principe du revêtement du matériau > 2
Application clinique D un point de vue esthétique, l avantage d un matériau de la couleur naturelle de la dent s avère tout particulièrement utile lorsque la gencive est plutôt fine ou quand une rétractation des tissus mous apparaît avec les années. Souvent, le titane transparaît, ce qui compromet l esthétique naturelle rose/blanc [11]. D après Junge [7], les colorations bleuâtres / grisâtres de la gencive chez un patient porteur d un implant en titane seraient avant tout dues à l absence de transmission de la lumière, qui empêche un éclaircissement de la gencive en profondeur. (Voir Figure 5). S agissant de la procédure chirurgicale, les deux implants présentent des différences malgré leur design très similaire. Celles-ci s expliquent notamment par la cicatrisation transgingivale des implants monoblocs en oxyde de zirconium (voir Figure 6). Lors de l utilisation d implants en oxyde de zirconium, on observe par conséquent les différences suivantes dans la procédure chirurgicale : Respect du diamètre d implant recommandé L agencement supragingival de l implant est fait directement en bouche avec des diamants à point rouge et sous refroidissement suffisant à l eau. Le port de dispositifs de protection est vivement conseillé pendant la phase de cicatrisation! (Voir Figure 7 et 8). Pas de deuxième intervention chirurgicale Fig. 6 :: système d implant monobloc et en deux parties Perspective La réussite clinique des implants-vis en titane a été démontrée, de manière très sûre, dans un grand nombre d études, alors que l oxyde de zirconium, un matériau encore relativement récent en médecine dentaire, doit encore faire ses preuves dans des études plus vastes et plus longues que celles menées jusqu à ce jour. Pourtant, les résultats déjà publiés sont optimistes (voir Figure 9). Il n est pas possible à ce stade de dire si l avenir de l implantologie dentaire sera en blanc. Mais il est très vraisemblable que les implants en oxyde de zirconium soient amenés à jouer un rôle important dans la restauration prothétique esthétique de la région antérieure. Ils représentent aussi une option alternative avantageuse aux implants en titane chez les patients ayant une allergie à certains métaux. > 4 Fig. 7 :: une mesure vivement conseillé : dispositif de protection pendant la cicatrisation transgingivale des implants en oxyde de zirconium.
Fig. 8 :: barre de protection / Source : Oral Bodensee Design Étude Total [implants] Ø Durée in situ Perte de l implant [mois] [%] Oliva et al. [13] 100 12 2 Sidharta [18] 92 30 2 Mellinghoff [12] 189 6,7 4,5 Fig. 9 :: perte d implants en oxyde de zirconium Bibliographie 1. Albrektsson T, Hansson H-A, Ivarsson B: Interface analysis of titanium and zirconium bone implants; Biomaterials 1985; 6: 97-101. 2. Att W, Stamouli K, Gerds T, Strub J R: Fracture resistance of different zirconium dioxide three-unit all-ceramic fixed partial dentures; Acta Odontologica Scandinavia 3. Cales B, Stefani Y, Lilley E: Long-term in vivo and in vitro aging of a zirconia ceramic used in orthopady; Journal of Biomedical Materials Research 1994; 28: 619-624. 4. Dubruille JH, Viguier E, Le Naour G, Dubruille MT, Auriol M, Le Charpentier Y: Evaluation of combinations of titanium, zirconia, and alumina implants with 2 bone fillers in the dog; Int. J. Oral Maxillofac. Implants 1999; 14(2): 271-7. 5. Gahlert M, Gudehus T, Eichhorn S, Steinhauser E, Kniha H, Erhardt W: Biomechanical and histomorphometric comparison between zirconia implants with varying surface textures and a titanium implant in the maxilla of miniature pigs; Clin Oral Implants Res. 2007; 18(5): 662-8. 6. Glauser R, Sailer I, Wohlwend A, Studer S, Schibli M, Schärer P: Experimental zirconia abutments for implant-supported single- tooth restorations in esthetically demanding regions: 4-year results of a prospective clinical study; Int. J. Prosthodont.; 17(3): 285-290. 2007; 65: 14-21. 7. Junge L.M.: Klinische Erfahrungen mit 2 vollkeramischen Wurzelstiftsystemen. Med. Dent. Diss., Aachen 2002 8. Kasemo B, Lausmaa J: Material-tissue Interfaces: The Role of Surface Properties and Processes; The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants 1988; 3 (4): 247-259. 9. Kasemo B, Lausmaa J: Material-tissue Interfaces: The Role of Surface Properties and Processes; Environmental Health Perspectives 1994; 102: 41 45. 10. Kohal R J, Weng D, Bächle M, Klaus G: Zirkonoxid- Implantate unter Belastung. Eine vergleichende histologische, tierexperimentelle Untersuchung; Z. Zahnärztl. Implantol. 2003; 19(2): 88-91. 11. Kohal R J, Weng D, Bächle M, Strub J R: Loaded Custom- Made Zirconia and Titanium Implants Show Similar Oseointegration: An Animal Experiment; J. Periodontol. 2004; 75:1262-1268. > 5
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