Analyse numérique tridimensionnelle des implants dentaires sous différents chargements

Abstract

Cette étude visait à examiner un phénomène et un problème rencontrés par les dentistes : la résorption et l'amincissement de l'os cortical autour des implants dentaires lors de la mise en charge immédiate de diverses forces masticatoires tridimensionnelles. Ce phénomène conduit à terme à l'échec de l'implant. L'objectif principal de notre étude était de déterminer la cause de cette absorption en analysant la contrainte de Von-Mises, Normale et la Déformation de l'os cortical. L'étude a été menée selon deux méthodes : une étude expérimentale réalisée dans un cabinet dentaire. Un échantillon de 15 malades (8 hommes et 7 femmes) d'un âge moyen 34 ans . Ces malades nécessitaient 02 implants dentaires (total de 30 implants pour l'ensemble de l'échantillon). Des mesures ont été effectuées avant et 5 mois après la pose des implants. Elles comprenaient la mesure de la moyenne (dimensions, taux de absorption et densité) de l'os cortical autour de l'implant, ainsi que la mesure expérimentale de la force et de l'efficacité masticatoires des malades au cabinet. Ces mesures ont été réalisées à l'aide de la (CBCT), du logiciel WhiteFox et du logiciel statistique SPSS. L'analyse numérique tridimensionnelle a été réalisée par la méthode (FEM) pour les composants d'implants dentaires, à l'aide du logiciel ANSYS. Différents matériaux ont été sélectionnés, notamment un implant en titane de type 04 (Ti-6Al-4V), un pilier en 304L et une couronne en polymère de catéchol fabriquée par impression 3D (DLP). Le matériau de la couronne a été caractérisé à partir de dopamine, de 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA) et de catéchol, utilisés comme matières premières pour la synthèse d'un monomère polymérisable par réaction avec l'anhydride méthacrylique (DMA). L'EBPDMA a ensuite été synthétisé selon différentes formulations pour l'impression 3D. Les polymères activés par le catéchol (DMF) ont été synthétisés par polymérisation radicalaire du DMA et du MMA et caractérisés par spectroscopie GPC, FT-IR, (¹H-RMN) et (¹³C-RMN). Leurs propriétés mécaniques ont été évaluées par des essais de compression, de retrait, de résistance à la flexion et de rigidité. Un dispositif d'essai universel (UTM) simule les conditions buccales à une température de 37 °C et une humidité relative de 100 %. L'analyse des résultats a permis une évaluation précise de la distribution des contraintes aux points de contact entre tous les composants de l'implant dentaire. Cette étude a permis d'identifier toutes les contraintes (de Von-Mises, Normale et de Déformation) apparaissant sur l'implant dentaire et l'os environnant sous l'effet de charges instantanées. Une force occlusale axiale, d'une intensité maximale de 250 N et minimale de 180 N, a été appliquée verticalement. Les forces appliquées étaient de 67,2 N dans la direction linguale et de 93,5 N dans la direction mésotrope dynamique distale. Une force de 120 N a été appliquée obliquement à la colonne vertébrale selon un angle de 75°. L'os spongieux et l'os cortical ont été modélisés comme isotropes transversalement et verticalement. Des analyses de contraintes ont été réalisées sur tous les composants de l'implant dentaire et comparées numériquement à l'étude d'Oguz de 2006 et morphologiquement aux déformations observées expérimentalement chez des patients en clinique dentaire.