Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

1 N°d’ordre : 2014-ISAL-0138 Année 2014 THESE DE DOCTORAT LUMIERE SUR LA ZIRCON

1 N°d’ordre : 2014-ISAL-0138 Année 2014 THESE DE DOCTORAT LUMIERE SUR LA ZIRCONE 3Y-TZP UTILISEE EN IMPLANTOLOGIE ORALE : ETUDE DE LA RELATION ENTRE LA MICROSTRUCTURE ET LA DURABILITE Présentée devant L'Institut National Des Sciences Appliquées De Lyon Pour obtenir le grade de Docteur Ecole doctorale Matériaux de Lyon Spécialité : Science des Matériaux Par Clarisse SANON Docteur en Odontologie Soutenance prévue le 15 décembre 2014 devant la commission d’examen Jury Marc BOLLA Professeur (Faculté d’Odontologie, Nice) Examinateur Francis CAMBIER Professeur (EMRA, Mons) Rapporteur Jérôme CHEVALIER Professeur (INSA, Lyon) Directeur de thèse Thierry DOUILLARD Ingénieur (CLYM, INSA Lyon) Membre invité Patrick EXBRAYAT Docteur (Faculté d’Odontologie, Lyon) Membre invité Laurent GREMILLARD Docteur (INSA, Lyon) Directeur de thèse Bruno JACQUOT Docteur (Faculté d’Odontologie Montpellier) Examinateur Corrado PICONI Professeur (COI, Rome) Rapporteur Université de Lyon MATEIS – UMR CNRS 5510 - INSA de LYON 20, avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne cedex, France Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 2 INSA Direction de la Recherche - Ecoles Doctorales – Quinquennal 2011-2015 SIGLE ECOLE DOCTORALE NOM ET COORDONNEES DU RESPONSABLE CHIMIE CHIMIE DE LYON http://www.edchimie-lyon.fr Sec : Renée EL MELHEM Bat Blaise Pascal 3e etage 04 72 43 80 46 Insa : R. GOURDON secretariat@edchimie-lyon.fr M. Jean Marc LANCELIN Université de Lyon – Collège Doctoral Bât ESCPE 43 bd du 11 novembre 1918 69622 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72.43 13 95 directeur@edchimie-lyon.fr E.E.A. ELECTRONIQUE, ELECTROTECHNIQUE, AUTOMATIQUE http://edeea.ec-lyon.fr Sec : M.C. HAVGOUDOUKIAN eea@ec-lyon.fr M. Gérard SCORLETTI Ecole Centrale de Lyon 36 avenue Guy de Collongue 69134 ECULLY Tél : 04.72.18 60.97 Fax : 04 78 43 37 17 Gerard.scorletti@ec-lyon.fr E2M2 EVOLUTION, ECOSYSTEME, MICROBIOLOGIE, MODELISATION http://e2m2.universite-lyon.fr Sec : Safia AIT CHALAL Bat Atrium- UCB Lyon 1 04.72.44.83.62 Insa : S. REVERCHON Safia.ait-chalal@univ-lyon1.fr Mme Gudrun BORNETTE CNRS UMR 5023 LEHNA Université Claude Bernard Lyon 1 Bât Forel 43 bd du 11 novembre 1918 69622 VILLEURBANNE Cédex Tél : 06.07.53.89.13 e2m2@ univ-lyon1.fr EDISS INTERDISCIPLINAIRE SCIENCES- SANTE http://www.ediss-lyon.fr Sec : Safia AIT CHALAL Bat Atrium – UCB Lyon 1 04 72 44 83 62 Insa : Safia.ait-chalal@univ-lyon1.fr Mme Emmanuelle CANET-SOULAS INSERM U1060, CarMeN lab, Univ. Lyon 1 Bâtiment IMBL 11 avenue Jean Capelle INSA de Lyon 696621 Villeurbanne Tél : 04.72.68.49.09 Fax :04 72 68 49 16 Emmanuelle.canet@univ-lyon1.fr INFOMATHS INFORMATIQUE ET MATHEMATIQUES http://infomaths.univ-lyon1.fr Sec :Renée EL MELHEM Bat Blaise Pascal 3e etage infomaths@univ-lyon1.fr Mme Sylvie CALABRETTO LIRIS – INSA de Lyon Bat Blaise Pascal 7 avenue Jean Capelle 69622 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72. 43. 80. 46 Fax 04 72 43 16 87 Sylvie.calabretto@insa-lyon.fr Matériaux MATERIAUX DE LYON http://ed34.universite-lyon.fr Sec : M. LABOUNE PM : 71.70 –Fax : 87.12 Bat. Saint Exupéry Ed.materiaux@insa-lyon.fr M. Jean-Yves BUFFIERE INSA de Lyon MATEIS Bâtiment Saint Exupéry 7 avenue Jean Capelle 69621 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72.43 71.70 Fax 04 72 43 85 28 Ed.materiaux@insa-lyon.fr MEGA MECANIQUE, ENERGETIQUE, GENIE CIVIL, ACOUSTIQUE http://edmega.universite-lyon.fr/ Sec : M. LABOUNE PM : 71.70 –Fax : 87.12 Bat. Saint Exupéry mega@insa-lyon.fr M. Philippe BOISSE INSA de Lyon Laboratoire LAMCOS Bâtiment Jacquard 25 bis avenue Jean Capelle 69621 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72 .43.71.70 Fax : 04 72 43 72 37 Philippe.boisse@insa-lyon.fr ScSo ScSo* http://recherche.univ-lyon2.fr/scso/ Sec : Viviane POLSINELLI Brigitte DUBOIS Mme Isabelle VON BUELTZINGLOEWEN Université Lyon 2 86 rue Pasteur 69365 LYON Cedex 07 Tél : 04.78.77.23.86 Fax : 04.37.28.04.48 Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 3 Insa : J.Y. TOUSSAINT viviane.polsinelli@univ-lyon2.fr isavonb@gmail.com *ScSo : Histoire, Géographie, Aménagement, Urbanisme, Archéologie, Science politique, Sociologie, Anthropologie Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 4 « L’oreille n’est pas faite pour entendre. On ne dira pas que le lit et le dessin des rives sont faits pour le fleuve ? Le son a fait l’oreille. Etudie l’oreille pour connaitre le son, étudie l’œil pour connaitre la lumière » R.A. Schwaller De Lubicz Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 5 « Lumières sur la zircone 3Y-TZP utilisée en Implantologie Orale : étude de la relation entre la microstructure et la durabilité » Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 6 Table des matières INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 9 PREMIERE PARTIE : LES IMPLANTS DENTAIRES EN ZIRCONE 3Y-TZP : ETAT DES CONNAISSANCES ACTUELLES ............................................................................................................................................. 11 1.Historique des implants en céramique .................................................................................. 11 2. Origine et minéralogie de la zircone .................................................................................... 13 3. Structure cristalline de la zircone ......................................................................................... 13 4. Transformation de phase de la zircone 3Y-TZP ..................................................................... 14 4.1 Renforcement par transformation de phase........................................................................... 14 4.2 Dégradation par transformation de phase ou vieillissement .................................................. 15 5. Propriétés de la zircone 3Y-TZP............................................................................................ 17 5.1 Propriétés mécaniques ............................................................................................................ 17 5.2 Propriétés thermiques, électriques et optiques...................................................................... 19 6. La zircone 3Y-TZP en implantologie orale ............................................................................. 20 6.1 Généralités .............................................................................................................................. 20 6.2. Elaboration et mise en forme des implants dentaires en zircone ......................................... 23 6.3 Géométrie ................................................................................................................................ 24 7. Comportement des implants en zircone 3Y-TZP dans l’environnement biologique à court terme ..................................................................................................................................... 26 7.1 Réactions d’adsorption ............................................................................................................ 26 7.2 Adsorption d’eau et d’ions de la matrice extracellulaire ........................................................ 26 7.3 Adsorption de protéines de la matrice extracellulaire ............................................................ 26 7.4 Réactions d’adhésion cellulaire ............................................................................................... 26 7.5 Réaction tissulaire : l’ostéointégration.................................................................................... 26 7.6 Synthèse des études cliniques réalisées sur les implants en zircone ...................................... 29 8. Comportement des implants dentaires en zircone 3Y-TZP dans l’environnement biologique à long terme : étude de la durabilité .................................................................................................... 30 8.1 Résistance mécanique des implants en zircone 3Y-TZP ........................................................... 30 8.2 Influence vieillissement des implants dentaires en zircone 3Y-TZP sur leur durabilité ............ 31 9. Conclusion de la première partie ............................................................................................ 32 10. Références bibliographiques de la première partie............................................................. 32 DEUXIEME PARTIE : ETUDE DU MECANISME DE VIEILLISSEMENT ET DE SES EFFETS SUR LA RESISTANCE MECANIQUE ...................................................................................................................... 37 1 Introduction ........................................................................................................................ 37 2. “Low temperature degradation and reliability of one-piece ceramic oral implants with a porous surface” ...................................................................................................................... 38 Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 7 2.2 Introduction ............................................................................................................................. 38 2.3 Materials and Methods ........................................................................................................... 40 2.4 Results ..................................................................................................................................... 42 2.5 Discussion ................................................................................................................................ 49 2.6 Conclusions .............................................................................................................................. 51 2.7 Acknowledgments: .................................................................................................................. 51 2.8 Réferences bibliographiques de la deuxième partie ............................................................... 51 TROISIEME PARTIE: DEVELOPPEMENT D’UN PROTOCOLE D’EVALUATION POUR LES IMPLANTS DENTAIRES EN ZIRCONE ........................................................................................................................ 53 1. Introduction........................................................................................................................ 53 2. “A new testing protocol for zirconia dental implants” .......................................................... 53 2.1 Abstract ................................................................................................................................... 53 2.2 Introduction: ............................................................................................................................ 53 2.3 Materials and method ............................................................................................................. 55 2.4 Results ..................................................................................................................................... 57 2.5 Discussion ................................................................................................................................ 66 2.6 Conclusion ............................................................................................................................... 68 2.7 Acknowledgements ................................................................................................................. 69 3. Apport du FIB à la quantification du phénomène de vieillissement ....................................... 69 3.1 Objectif .................................................................................................................................... 70 3.2 Matériel et méthode ............................................................................................................... 70 3.3 Résultats : Caractérisation de l’implant Zir-Roc ..................................................................... 75 3.4 Discussion ................................................................................................................................ 78 3.5 Conclusion ............................................................................................................................... 80 4 References bibliographique de la troisième partie ................................................................ 80 QUATRIEME PARTIE: MISE EN EVIDENCE DU PHENOMENE DE VIEILLISSEMENT IN VIVO .................... 83 1 Introduction ........................................................................................................................ 83 2 “Study of a type of 3Y-TZP zirconia dental implant presenting in vivo accelerated aging” ....... 83 2.1 Abstract ................................................................................................................................... 83 2.2 Introduction ............................................................................................................................. 84 2.3 Materials and methods ........................................................................................................... 85 2.5 Discussion ................................................................................................................................ 95 2.6 Conclusion ............................................................................................................................... 96 2.7 Références bibliographiques de la 4ème partie ...................................................................... 97 CINQUIEME PARTIE : CONCLUSION ....................................................................................................... 99 ANNEXES .............................................................................................................................................. 101 Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 8 1.Table des figures ................................................................................................................. 101 2. Table des tableaux ............................................................................................................. 103 Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0138/these.pdf © [C. Sanon], [2015], INSA Lyon, tous droits réservés 9 INTRODUCTION En réponse à une demande esthétique de plus en plus exigeante et face à certains débats concernant l’innocuité des biomatériaux métalliques, l’approche « sans métal » prend une place importante dans la thérapeutique odontologique. Les reconstructions « tout céramique » rencontrent un franc succès auprès des patients et des praticiens, mais pouvons-nous étendre en toute sécurité cette approche « sans métal » à l’implantologie orale ? Pour l’application en implantologie orale, la zircone 3Y -TZP semble être un matériau extrêmement prometteur: elle allie une biocompatibilité à un aspect esthétique satisfaisant et présente aussi des propriétés mécaniques très supérieures aux autres céramiques. Ces bonnes propriétés mécaniques sont intimement liées à la microstructure du matériau, elle-même directement liée aux procédés d’élaboration comme nous l’a rappelé l’alarmante série de ruptures de plus de 800 têtes de prothèses de hanche en zircone au début des années 2000, et cela quelques années voir quelques mois seulement après implantation. Cet épisode nous a montré que les procédés de fabrication de la zircone devraient être parfaitement maitrisés avant l’utilisation à des fins thérapeutiques. Il existe actuellement dans le commerce, une dizaine de systèmes d’implants dentaires en zircone 3Y- TZP ; chaque fabriquant développe son propre procédé d’élaboration aboutissant à une microstructure spécifique. A ce jour, aucune étude n’a été publiée sur la relation existant entre les microstructures uploads/Ingenierie_Lourd/ lumiere-sur-la-zircone-3y-tzp-utilisee-en-implantologie-orale-pdfdrive.pdf