le systeme lava

Cabinet Laboratoire
Le système Lava™
S. ZEBOULON, chirurgien-dentiste
P. RIHON, ingénieur
D. SUTTOR, ingénieur
• Système CFAO complet
• Pour gros laboratoires ou centres
d’usinage
• Matériau unique la zircone TZP
• Coloration possible de la zircone
• Éléments unitaires et bridges
jusqu’à 4 éléments
• Traçabilité
• Bibliographie abondante
• Distributeur : 3M ESPE
Stratégie prothétique février 2004 • vol 4, n° 1
L
e système LavaTM est proposé par la société 3M
ESPE depuis 2001. Ce système se présente
comme un centre d’usinage complet, comprenant un scanner (LavaTM Scan) une unité de
conception des armatures de prothèse assistée
par ordinateur, d’une machine de fraisage à commande
numérique (fig. 1), et d’un four (Lava™ Term) (fig. 2). Ce
système très intégré est l’un des mieux documentés (10,
15, 16, 22, 25) et présente, en outre, la particularité de
proposer un matériau spécifique, une zircone oxyde TZP
(LavaTM Frame) (fig. 3) dont on peut faire varier la teinte en
fonction de la prothèse souhaitée. Des céramiques cosmétiques (LavaTM Ceram) adaptées à l’infrastructure de zircone
oxyde font partie du système.
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1
Fig. 1 Système d’usinage et commande numérique.
Fig. 2 Four pour frittage final.
Fig. 3 Bloc de zircone TZP pré-frittée.
Ce système permet de réaliser des armatures de
prothèses fixées unitaires, des couronnes solidarisées ou de bridge jusqu’à quatre éléments en
secteur antérieur et postérieur.
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DESCRIPTION
• Le scanner permet l’acquisition des formes des
M.P.U., élément par élément, grâce à la projection
de masques, de lignes, claires ou sombres, d’espacement variable.
Le temps de scannage pour une couronne est de 6
minutes, d’un bridge d’environ 8 minutes permettant d’acquérir des images 3D. Les formes de
préparation des moignons dentaires pour des
prothèses métallo-céramiques habituelles sont
acceptables pour ce système, sachant qu’il est
nécessaire qu’elles soient légèrement arrondies et
que les limites de préparation soient des épaulements ou congés à angle interne arrondi. La
convergence des faces axiales doit être supérieure
à 4°, l’angle horizontal à 5° (fig. 4).
8
• L’unité de C.A.O. fait appel à un logiciel, très
convivial et très esthétique, permettant de définir, à
partir des données issues du scanner, sur l’écran de
l’ordinateur, les volumes, les limites cervicales des
préparations et l’occlusion pour chacune des
chapes. Le logiciel permet aussi de choisir la forme
et la place des intermédiaires de bridge dans une
bibliothèque de formes numériques, ainsi que de
mettre en place les connexions (12, 13, 14) jusqu’à
l’obtention de la maquette virtuelle (fig. 5 et 6).
Complément très important, le logiciel peut modifier les formes pour obtenir une certaine
homothétie de formes entre la chape et la forme
finale de la prothèse, afin d’éviter les volumes de
céramique cosmétique non soutenue (fig. 7). Le
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Fig. 4 a, b et c Le modèle est positionné sur son support
dans le scanner. Il y est centré pour le repérage des
masques projetés. Les surfaces antagonistes sont également scannées.
Fig. 5 a, b, c, d et e Les volumes des MPU sont définis.
Les limites de préparation sont ensuite détourées numériquement. Les chapes sont élaborées et leurs limites
cervicales adaptées aux limites des MPU.
5e
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temps de travail à l’ordinateur est évalué à environ
une minute par élément.
• L’usinage se fait dans des blocs d’un matériau
spécifique, la zircone oxyde TZP dont la société 3M
est à l’origine. Ce matériau, qui a fait l’objet de très
nombreux travaux (1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 11, 19, 20, 23,
24) permet de réaliser des bridges de trois ou quatre
éléments dans des conditions cliniques très fiables
(7, 17, 18, 26).
La zircone oxyde TZP du système LavaTM est pré-frittée et son volume final, après cuisson de frittage, se
réduit de 25 à 30 %. Cette rétraction est directement liée à la composition du bloc usiné, au point
qu’une traçabilité très précise par code barre
permet de gérer les modalités de cuisson de la
pièce usinée (fig. 8).
Le temps d’usinage est d’environ 28 minutes pour
une chape et 60 minutes pour un bridge de trois
éléments. Il faut savoir que l’unité de fraisage a une
autonomie de 27 heures et qu’ainsi une vingtaine de
blocs de zircone oxyde peuvent être usinés sans
10
Fig. 6 a Les armatures virtuelles sont mises en relation avec les surfaces occlusales antagonistes et le
volume de la crête édentée.
b et c Un intermédiaire est positionné et les
connexions sont installées après avoir été modélisées.
d Les supports d’usinage du bridge sont aussi figurés.
Fig. 7 a et b Un outil informatique (wax-knife) permet
de créer une certaine homothétie des armatures pour
soutenir correctement la céramique cosmétique.
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Fig. 8 Blocs de zircone TZP avant et après usinage
d’un bridge. C’est la dimension du bloc qui donne la
dimension maximale du bridge réalisable.
Fig. 9 Nettoyage de l’intrados de l’armature brute
d’usinage.
Fig. 10 Bridge zircone TZP et les sept teintes disponibles.
Fig. 11 Coloration de l’armature dans le bain approprié.
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avoir à intervenir sur la machine. L’état de surface
obtenu est remarquable et réduit pratiquement à
rien les retouches manuelles (fig. 9). Ce système
permet de produire des armatures dont l’épaisseur
des parois axiales ne dépasse pas 0.5 mm, ouvrant
ainsi la voie à des préparations peu mutilantes. La
valeur moyenne du hiatus marginal est de 25 à 61
microns selon différents auteurs (6).
Le matériau usiné est spécifique du système. Il
s’agit d’une zircone oxyde TZP (Zircone Polycristalline Tétragonale) dopée à l’yttrium (3%). Les
propriétés mécaniques de ce matériau (10), en
accord avec la norme ISO 6872 sur les céramiques
dentaires, sont les suivantes :
- Densité : 6.08g/cm3,
- Résistance à la flexion : > 1200 MPa,
- Résistance à la propagation des fissures : 10 MPa m1/2
- Module d’élasticité (Young) : 210 Gpa,
- CTE : 10 ppm,
- Point de fusion : 2700°,
- Taille des grains : 0.5µ,
- Dureté Vickers : 1250 HV.
• La coloration de la pièce est une caractéristique
du système Lava™. Afin d’éviter la couleur trop
blanche de la zircone oxyde, difficile à masquer dans
les zones où la céramique cosmétique est de faible
épaisseur (collets, connexions), le système propose
7 teintes (selon le nuancier Vita Classic®) qui permettent de donner à l’infrastructure la couleur la plus
compatible avec les caractérisations finales de la
céramique cosmétique (fig. 10). La teinte est obtenue
en plongeant l’armature usinée, avant cuisson, dans
un bain adapté pendant 2 minutes (fig. 11). La coloration obtenue ne correspond pas à une infiltration.
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fournie par la société 3M ESPE, selon 16 teintes du
nuancier Vita Lumin range® et est adaptée à la zircone
en terme de coefficient de dilatation thermique
(-0.2ppm) (fig. 14). Elle est cuite dans un four traditionnel et permet d’obtenir tous les effets habituellement demandés pour les céramiques d’émaillage.
Mise en œuvre
14
Fig. 12 a et b Armature passée dans le colorant et
suspendue dans le four, avant et après cuisson. Noter
la modification de l’état de surface obtenue avec la
réduction de volume.
Fig. 13 Des points de friction éventuels sont mis en
évidence avec un spray coloré. Ils sont retouchés à la
fraise diamantée sur turbine.
Fig. 14 Coffret de céramique cosmétique Lava™
• La cuisson de frittage permet de donner au
matériau sa résistance maximale (plus de 1200
MPa en flexion 3 points) grâce à une compaction de
sa structure qui se réduit de 25 à 30% en volume
(fig. 12). Le temps de frittage est de 11 heures, y
compris la phase de refroidissement.
• La céramique cosmétique est montée sur l’armature après que sa précision d’adaptation sur le
modèle de travail ait été contrôlée (fig. 13). Elle est
12
A l’heure actuelle, le système LavaTM se présente
comme un centre d’usinage régional et peut faire
envisager les regroupements de laboratoires dans
une structure commune d’usinage.
Une unité de production peut fournir 9000
éléments par an et sa rentabilité est concevable à
partir de 2500 éléments annuels. Plus d’une dizaine
de systèmes sont installés dans le monde
(Allemagne, Italie, Autriche et Etats-Unis). Le recul
clinique est de plus de 4 ans.
CONCLUSION
Le système Lava™ est fondé sur des choix stratégiques originaux qui lui réservent sans doute une
place de leader pour la prothèse CFAO :
• centres d’usinage à l’échelle régionale,
• intégration totale de la CAO et de l’usinage,
• matériau spécifique remarquable (Zircone oxyde
TZP) dont on peut penser qu’il permettra de réaliser
de très grands bridges,
• coloration de l’infrastructure selon 7 teintes.
Ces atouts qui peuvent sembler décisifs devront
être complétés par une fiabilité à long terme des
résultats qui ne semblent pas faire de doute (…), et
une adaptation des coûts aux prix d’un marché de
plus en plus concurrentiel.
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Cas clinique (fig. 15 à 19) Sur une restauration maxillaire complète, les éléments 11, 12 sont réalisés en prothèse unitaire.
La 13 est absente (agénésie). La 15 absente est remplacée par l’intermédiaire d’un bridge 14, 15, 16. La prothèse a été réalisée par Jan Langner.
Fig. 15 Armatures sur le modèle de travail reçu au cabinet.
Fig. 16 Essai clinique des armatures. Noter l’adaptation, y compris au niveau de la furcation de 16.
17a
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Fig. 17 a et b Prothèses
terminées sur le modèle de
travail après la céramique
cosmétique.
Fig. 18 a et b En vue
rapprochée extrados et
intrados des prothèses.
Observer la couleur des
armatures et les possibilités
de caractérisation des céramiques d’émaillage.
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Fig. 19 a, b et c Essai des prothèses en bouche.
L’adaptation marginale est parfaitement acceptable et
comparable avec les résultats de la prothèse métallocéramique. Les volumes des connexions sont à la fois
esthétiques et résistants bien que les piliers soient relativement courts. L’intégration esthétique et tissulaire
répond aux standards en vigueur. Le scellement est
conseillé avec un ciment auto-adhésif, auto-mordançant
(Rely X Unicem®)
19c
BIBLIOGRAPHIE
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GLOSSAIRE
Arkansas : pierre dure utilisée pour l’affilage des instruments métalliques coupant.
Azote : n.m. (de a priv. Et du gr. Zoê, vie). Chim. Corps
simple, se présentant sous forme de gaz à la température ordinaire, incolore et inodore. Elément atomique N° 7.
Masse atomique : Az=14,01. Il compose les quatrecinquième de l’air atmosphérique.
CAD-CAM : Acronyme pour Computer Aided
Design/Computer Aide Manufactured. En français :
Conception Assistée par Ordinateur/ Conception et
Fabrication Assistées par Ordinateur, réduit sous la forme
CAO/CFAO.
CAO : Conception Assistée par Ordinateur.
CFAO : Conception Fabrication Assistées par Ordinateur.
Empreinte optique : relevé topographique analysant et
convertissant l'ensemble des points constituant les frontières de l'objet permettant de reproduire d'une manière
analogique ou numérique les surfaces en découlant.
Fraiseuse numérique : machine outil servant pour le
fraisage, dont les mouvements sont pilotés par un programme informatique.
Résistance à la flexion : contrainte maximale en flexion
qu’un corps peut supporter avant déformation permanente ou rupture (iso).
Adresses des auteurs :
Sylvie ZEBOULON, Laboratoires 3M Santé, Boulevard de l’Oise 95029 Cergy Pontoise Cedex
Philippe RIHON, Daniel SUTTOR, 3M ESPE AG ESPE Platz D - 82229 Seefeld - Suisse
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