Des chercheurs de l’Université du Texas à Dallas ont développé une technologie qui permet d’imprimer le même jour des restaurations dentaires en zircone, le matériau de référence pour les travaux dentaires permanents, imprimés en 3D.
L'équipe travaille à rendre la technologie, qui pourrait être utilisée pour les couronnes, les ponts, les facettes et autres restaurations, disponible dans le commerce avec le soutien de la National Science Foundation (NSF).
Nous sommes ravis de faire progresser la commercialisation de restaurations dentaires permanentes en zircone entièrement céramique, imprimées en 3D au fauteuil. Étant donné que les couronnes peuvent être imprimées sur mesure pour chaque patient le même jour, cette approche offre une plus grande personnalisation, un traitement plus rapide et la commodité de recevoir une restauration permanente en une seule visite. »
Dr Majid Minary, professeur de génie mécanique à l'École d'ingénierie et d'informatique Erik Jonsson
Les couronnes dentaires sont des coiffes placées sur des dents endommagées ou cariées. Ils peuvent également servir de supports dans un pont dentaire, qui remplace une dent manquante. Les restaurations imprimées en 3D sont apparues comme une option offrant une meilleure personnalisation et une meilleure correspondance des couleurs, ainsi qu'un processus de fabrication plus efficace qui pourrait réduire les coûts et les déchets. Actuellement disponibles le jour même, les couronnes imprimées en 3D sont cependant constituées de résines céramiques qui ne sont pas aussi résistantes que la zircone.
Et bien que des couronnes en zircone le jour même soient également disponibles, elles ne sont pas imprimées en 3D ; ils sont plutôt fraisés, un processus qui consiste à tailler la couronne dans un bloc de zircone. Ces restaurations en zircone sont confrontées à des défis et des limites en termes de complexité de conception et de risques de microfissuration lors du fraisage ou du frittage.
Les chercheurs de l'UT Dallas et leurs collaborateurs ont résolu un défi consistant à produire des restaurations en zircone imprimées en 3D en réduisant considérablement le temps nécessaire au traitement d'une restauration en zircone après son impression en 3D. Les chercheurs expliquent leur approche dans l'édition imprimée de septembre de la revue Céramique Internationale. La méthode nécessitera une validation clinique et une approbation réglementaire avant d’être disponible dans le commerce.
Une fois qu’une couronne en zircone est imprimée en 3D, elle doit subir deux étapes clés : le déliantage et le frittage. Lors de l’étape de déliantage, la chaleur est appliquée progressivement pour brûler la résine qui maintenait les particules de zircone en place pendant l’impression. Ce processus peut prendre de 20 à 100 heures. Une fois la résine retirée, la couronne subit un frittage – un processus de cuisson à haute température similaire à la cuisson de l'argile dans un four – qui fusionne les particules de zircone pour former un solide dense et durci.
« Le déliantage a été le goulot d'étranglement du processus », a déclaré Minary, auteur correspondant de l'article. « Cela doit être fait très lentement. Si vous l'accélérez, le polymère brûlé se transforme en gaz, et si ce gaz ne peut pas s'échapper, la couronne peut se fissurer ou se fracturer. Un temps de déliantage de 20 à 100 heures n'est pas pratique pour un service dentaire le jour même. Par conséquent, les restaurations permanentes en zircone imprimées en 3D ne sont pas encore disponibles dans le commerce. »
La technologie de l'équipe réduit le temps de déliantage à moins de 30 minutes – une avancée qui pourrait rendre possible des restaurations dentaires permanentes le jour même. Leur approche combine un transfert de chaleur amélioré avec l'utilisation d'un feutre de graphite poreux, qui peut atteindre des températures supérieures à 2 550 degrés Fahrenheit. Le feutre recouvre la restauration imprimée en 3D, permettant au gaz libéré par la résine de s'échapper, tandis qu'un système de vide élimine simultanément le gaz.
« La combinaison de toutes ces fonctionnalités est ce qui fait que cela fonctionne », a déclaré Minary. « Grâce à notre technologie, si un praticien souhaite proposer au fauteuil une couronne en zircone imprimée en 3D, il peut la fournir à un patient en quelques heures seulement. »
L'équipe d'UT Dallas dirigée par Minary, en collaboration avec le laboratoire dentaire Pan-AM, a récemment reçu une récompense de 550 000 $ (subvention 2431684) dans le cadre du projet Partenariats pour l'innovation – Traduction technologique de la NSF pour soutenir la commercialisation de la technologie.
Le projet de commercialisation implique également 3DCeram Sinto Inc. à Grand Ledge, Michigan ; et le Dr Amirali Zandinejad, prosthodontiste à Arlington, Texas, et ancien professeur agrégé au Texas A&M University College of Dentistry.
Parmi les autres contributeurs affiliés à l'UT Dallas figurent Mahdi Mosadegh, premier auteur et doctorant en génie mécanique ; Moein Khakzad PhD'25 ; Zahra Sepasi, doctorante en chimie ; Kalyan Nandigama, étudiant diplômé en génie mécanique ; et le Dr Golden Kumar, professeur agrégé de génie mécanique.
En plus de la NSF, les recherches présentées dans le document ont également été soutenues par le Bureau de la recherche scientifique de l'US Air Force.
