Essais mécaniques quasi-statiques pour la conception assistée par ordinateur et la fabrication de facettes occlusales cimentées sur un matériau analogue à la dentine fraisée

Nous aimerions développer une technique d’essai mécanique pour étudier la résistance et le comportement factuels des restaurations mini-invasives ou de toute restauration dentaire fixe cimentée à des matériaux analogiques de la dent plutôt que l’utilisation de dents naturelles et l’utilisation de tests standard généraux, tels que les tests de flexion uniaxiale et biaxiale. Les facettes occlusales d’un millimètre d’épaisseur usinées à partir de CAD/CAM en nanocéramique avec une déformation efficace plus faible ont une résistance factuelle supérieure à celle du disilicate de lithium conventionnel. Pourtant, les deux ont démontré une tension factuelle adéquate, encore une fois, volontaire et involontaire, une force de morsure maximale et sont des matériaux prometteurs pour restaurer les dents postérieures dans le cadre d’un schéma peu invasif.

Il s’agit d’une méthode simple et reproductible pour les nouveaux chercheurs dentaires intéressés à tester des matériaux de restauration innovants. Pour commencer, utilisez des fraises grossières et en diamant pour réduire anatomiquement la surface occlusale du typodonte mandibulaire d’abord d’un millimètre et biseauter la marge. Ensuite, scannez le typodonte préparé à l’aide d’un scanner de laboratoire dentaire.

Ouvrez le fichier de numérisation avec OrthoAnalyzer dans le logiciel de CAO. Dans la fenêtre de la boîte à outils de sculpture, sélectionnez l’outil de couteau de cire, puis réglez le diamètre sur 2,6 millimètres et le niveau sur 63 micromètres. Tirez progressivement chaque surface racinaire l’une vers l’autre pour fusionner les racines bifurquées en une seule racine afin de faciliter le processus de broyage.

Ensuite, usinez les colorants analogiques des dents à partir d’un matériau stratifié en fibre de verre haute pression à l’aide d’une fraiseuse à cinq axes. Dans Autodesk Inventor Professional 2025, concevez un gabarit pour l’adapter à la section de la racine de la dent du modèle et alignez-le avec l’espace à l’intérieur des embouts en polychlorure de vinyle. Ensuite, imprimez un gabarit par dent d’essai en polyméthacrylate de méthyle ou dans un matériau de module similaire à l’aide d’une imprimante 3D.

Combinez les parties radiculaires et les colorants avec l’embout en polychlorure de vinyle. Mélangez la résine époxy à faible viscosité durcissant à froid et versez-la jusqu’à la région de jonction cémento-émail des dents modèles, en prenant soin d’éviter la contamination de la surface occlusale. Laissez la résine époxy prendre complètement à température ambiante pendant au moins 24 heures.

Importez le fichier de numérisation de l’analogue de la dent dans le logiciel de CAO. Dans le menu Direction, déterminez le sens d’insertion de la facette occlusale. Sous Interfaces, sélectionnez Ligne de marge et marquez la ligne de marge de la dent analogique de balayage.

Ensuite, sélectionnez l’interface de colorant. Et à partir des paramètres avancés, ajustez l’espace de ciment à 0,025 millimètre et l’espace de ciment supplémentaire à 0,050 millimètre. Ensuite, sous Conception d’anatomie, créez un placage occlusal d’un millimètre d’épaisseur à l’aide d’un modèle de la bibliothèque de sourires.

Ajustez le placage au besoin à l’aide d’outils et sculptez. Pour commencer, placez la restauration sur les colorants maîtres préparés en la chargeant sous une tête de compression remplie de silicone dans la machine d’essai universelle à une charge de 40 Newton. Durcissez la restauration à l’aide d’une diode électroluminescente à une intensité lumineuse de 1 000 à 1 200 milliwatts par centimètre carré en mode normal pendant une à deux secondes.

Retirez tout excès de ciment et continuez à durcir chaque surface pendant 20 secondes. Après le durcissement, retirez la restauration de la machine d’essai universelle et placez-la dans de l’eau distillée à 37 degrés Celsius pendant 48 heures pour permettre au ciment de durcir complètement. Avant le test, utilisez des marqueurs permanents fins pour tracer trois lignes de référence latérales médiales et trois lignes de référence antérieures postérieures de différentes couleurs sur les restaurations.

Positionnez l’échantillon d’essai au centre du plateau inférieur d’une machine d’essai mécanique équipée d’un capteur de charge de cinq kilonewtons configuré pour les essais de compression. Ensuite, placez une bille en acier inoxydable de 5,5 millimètres de diamètre dans la fosse centrale de la restauration, en l’alignant à l’intersection des lignes de référence centrales. Placez un anneau de protection en acrylique autour de l’échantillon et un bouclier anti-débris devant la machine d’essai pour contenir tout débris volant.

Abaissez la traverse jusqu’à ce qu’elle soit presque en contact avec la bille d’acier. Ensuite, réglez la charge et le déplacement à zéro. Ensuite, appliquez une compression à raison d’un millimètre par minute jusqu’à ce que la restauration se fracture signalée par une chute soudaine de la charge.

Enregistrez la charge de rupture. Après la fracture, retirez le pare-débris et l’anneau acrylique. Prélevez soigneusement l’échantillon d’essai et ses fragments.

Montez la caméra oculaire sur le stéréomicroscope. À l’aide d’un logiciel de stéréomicroscopie, capturez des images aériennes et latérales des échantillons à un grossissement de 20x. Pour la microscopie électronique à balayage, coupez l’échantillon à la jonction cémento-émail et placez-le dans un bain d’acétone dans un nettoyeur à ultrasons.

Après avoir séché l’échantillon à l’air, appliquez une couche d’or sur la surface. Capturez des images des vues aériennes et latérales à un grossissement de 250 à 300x. Des images au stéréomicroscope de facettes occlusales fracturées de LD et de RNC ont montré une fissure en forme d’anneau de surface à l’intersection des lignes de référence centrales au niveau de la fosse centrale.

Cette fissure, qui fait partie du système de fissures coniques hertziennes, s’est étendue dans les couches de restauration plus profondes. L’analyse fractographique a révélé que le LD et le RNC se fracturaient systématiquement au niveau de la face linguale distale, à l’exception d’un échantillon de RNC présentant une fracture buccolinguale. Les images au microscope électronique à balayage ont montré que les surfaces de fracture du RNC semblaient rugueuses et fibreuses en raison de l’imprégnation de charge nano-céramique indiquant une déformation plastique.

En revanche, les fractures LD se sont propagées de manière simple, formant plusieurs morceaux de fracture distincts.