Les perspectives de développement des matériaux médicaux en titane médical.

De nombreux matériaux d'implants ont été utilisés dans diverses applications dentaires en fonction de leur efficacité et de leur disponibilité. Un implant dentaire doit posséder les caractéristiques requises, telles que la biocompatibilité, la résistance à la corrosion et à l'usure, les propriétés mécaniques adéquates, l'ostéointégration, etc., pour garantir son utilisation sûre et optimale. Cette revue analyse divers aspects du titane (Ti) et des alliages de Ti, notamment les propriétés, les processus de fabrication, les modifications de surface, les applications en tant qu'implants dentaires et les limites. En outre, il présente également une perception des progrès récents dans les matériaux implantaires à base de Ti et du développement futuriste d'implants dentaires innovants.

Mots clés : Implant dentaire, Alliage de titane, Modification de surface, Résistance à la corrosion, Osséointégration, Biocompatibilité, Activité antibactérienne

Le titane (Ti) et les alliages de Ti ont considérablement augmenté depuis le début des années 1980. Il est devenu le biomatériau métallique le plus accepté en raison de ses propriétés distinctes et de ses nombreuses utilisations biomédicales (Özcan et al., 2012 ; Vizureanu et al., 2020 ; Takeuchi et al., 2020). La plupart du temps, les biomatériaux métalliques sont utilisés pour leur capacité de charge élevée et leur résistance à la fatigue afin de supporter les charges des mouvements réguliers qui leur sont appliqués (Gegner et al., 2014). Le titane a été présenté comme l'un des biomatériaux de conception les plus encourageants pour son faible module d'élasticité, son faible poids spécifique, son extraordinaire résistance à la corrosion, son rapport résistance/poids exceptionnel, ses bonnes propriétés tribologiques et sa biocompatibilité exceptionnelle (Hatamleh et al., 2018). ; Mutombo, 2018). Les alliages de titane ont une biocompatibilité plus élevée pour les applications biomédicales que n'importe quel contenu métallique. Cependant, en raison de la tendance à l'ostéogenèse, ils sont classés comme matériaux bioinertes par rapport aux biocéramiques comme la zircone, l'alumine, l'hydroxyapatite et leurs combinaisons (Niinomi et al., 2008 ; Hoque et al., 2013, 2014 ; Ragurajan et al., 2018). ; Golieskardi et al., 2019). La dentisterie actuelle vise à redonner au patient son objectif, sa santé, son esthétique et sa parole habituels, indépendamment de la blessure, de l'atrophie ou de la maladie du système stomatognathique. En conséquence, les prothèses dentaires constituent l’une des bonnes options pour les personnes qui ont généralement une santé buccodentaire inappropriée mais qui ont perdu leurs dents à cause d’une maladie parodontale, d’une blessure ou pour d’autres raisons (Oshida et al., 2010 ; Golieskardi et al. , 2020). De nombreux implants de différentes conceptions sont désormais fabriqués à partir de titane pur et de ses alliages.

Jusqu'à présent, davantage d'implants métalliques étaient fabriqués à l'aide de méthodes traditionnelles telles que le laminage à chaud, le moulage à modèle perdu, le forgeage et l'usinage. Cependant, de nombreuses approches de fabrication avancées sont également utilisées, car tous les alliages d'implants ne peuvent pas être traités efficacement pour atteindre leur forme finale avec une méthode similaire (Trevisan et al., 2017). Par rapport au moulage dentaire traditionnel, les prothèses en titane peuvent être mieux fabriquées en utilisant la CAO/FAO (conception et fabrication assistées par ordinateur) (Ohkubo et al., 2008). De nos jours, une technique innovante, l’impression 3D/fabrication additive (FA), est personnalisée pour fabriquer rapidement des implants dentaires grâce à la conception assistée par ordinateur (Mohd et Abid, 2019). L'impression 3D/AM a démontré une résolution à l'échelle microscopique pour la fabrication d'implants grâce à une efficacité incertaine de ce processus, mais constitue une approche potentielle pour la fabrication d'implants dentaires (Thaisa et Andréa, 2019).

La libération d'ions métalliques provoque des problèmes biologiques liés à la corrosion, tels que la toxicité, la cancérogénicité et l'hypersensibilité. La décharge d'éléments métalliques du matériau de l'implant vers différents organes du corps et tissus péri-implantaires a été causée par la biocorrosion, la tribocorrosion et leur combinaison, ce qui est un phénomène naturel en milieu buccal (Barão et al., 2021). Même s’il existe des biofilms ou des concentrations élevées de fluorure, cet effet est amplifié. La présence de particules métalliques active les lymphocytes T, les neutrophiles et les macrophages, augmentant ainsi la production de cytokines et de protéases métalliques. De plus, les particules de vanadium, d'aluminium et de Ti-6Al-4V sont toxiques et mutagènes, provoquant la maladie d'Alzheimer, l'ostéomalacie et des problèmes neurologiques (Kirmanidou et al., 2016). Le Ti et ses alliages ont des applications remarquables en orthopédie et en dentisterie. C’est pourquoi de nombreux implants sont introduits quotidiennement sur le marché. Cette revue vise à déterminer pourquoi et comment ce matériau a considérablement progressé, notamment la CFAO. Il est essentiel d’étudier l’interaction du Ti avec l’environnement biologique pour décider quelles caractéristiques rendent ce matériau et ses alliages attractifs en tant que matériau de traitement orthodontique.

L'impression 3D (3DP) est une technologie émergente pour les implants dentaires, permettant de surmonter de nombreuses difficultés dentaires, notamment les diastèmes, les dommages à la couronne et la perte de dents, car elle joue un rôle essentiel dans la dentisterie préventive/restauratrice. Le 3DP peut atteindre un contrôle étroit de (i) plusieurs compositions, (ii) de la microstructure, (iii) des attributs mécaniques et (iv) des méthodes biologiques des tissus et organes attachés aux implants. En effet, il se concentre sur une attribution exceptionnelle en dentisterie pour les applications d'implants et de restauration en raison de l'importance du 3DP via CAD/CAM pour la fabrication et l'implantation. Il est plausible qu'un matériau Ti présentant les caractéristiques souhaitées pour guérir les distorsions dentaires augmente la vitesse avec moins d'effort (Gagg et al., 2013 ; Unnikrushnan et al., 2021).

Cette étude vise à décrire les différentes utilisations du titane et de ses alliages en dentisterie, ainsi que son évolution historique, ses procédures de fabrication et ses techniques de modification de surface. Diverses propriétés mécaniques et physiologiques des alliages de Ti sont résumées dans cette revue. Il discute également des perspectives positives et futures concernant son utilisation, ce qui fournira un aperçu aux futurs fabricants, chercheurs et académiciens.