La simulation MEF avec la céramique hybride nous apporte de nouvelles connaissances en biomécanique
L'institut Fraunhofer pour les techniques de production et l'automatisation a analysé à l'aide de la MEF (méthode des éléments finis) le comportement à la déformation macroscopique de la céramique hybride VITA ENAMIC. Dans un test de solllicitation virtuelle, diverses situations ont été simulées afin de d'analyser ensuite les tensions et allongements survenus sur une prothèse en VITA ENAMIC et une prothèse en céramique classique. Pr Oliver Röhrle, PhD (université de Stuttgart, institut de mécanique, Stuttgart, Allemagne et Fraunhofer IPA, Stuttgart, Allemagne) nous fait part dans l'interview suivant des résultats obtenus en simulation.
DV : Les sollicitations exercées sur les matériaux dentaires créent des pics de tension qui provoquent des fissures et des dommages. Quelles connaissances apporte ici une simulation
MEF ?
Pr Oliver Röhrle : l'analyse des pics de tension permet d'identifier les zones fragiles dans la construction. En provoquant une déformation de la structure, on peut déterminer la charge maximale admissible. Ces données servent à concevoir la forme de la construction de manière à ce que les tensions sous une charge normale soient bien réparties.
DV : Comment se comporte la matrice céramiquepolymère de VITA ENAMIC lorsque l'on simule des charges et comment la double structure en réseau minimise les pics de tension ?
Pr Oliver Röhrle : la concentration de tensions qui sinon provoquerait une progagation des fissures est absorbée par la matrice polymère élastique.
DV : Quel est le comportement mécanique de la céramique hybride lors de la simulation MEF d'une charge et en quoi cette céramique se différencie-t-elle d'une céramique classique ?
Pr Oliver Röhrle : globalement on peut dire que certes les céramiques classiques possèdent une haute résistance à la compression mais qu'en même temps elles sont très fragiles. VITA ENAMIC par contre grâce à sa teneur en polymère est très ductile.
DV : Les résultats obtenus avec VITA ENAMIC laissent-ils espérer moins de fissures étant donné que le matériau mis en charge présente un allongement relativement élevé ?
Pr Oliver Röhrle : pour estimer plus précisément les risques il faudrait effectuer une analyse numérique non linéaire. Mai oui - la déformation plastique prévient une déformation structurelle brutale.
DV : Selon vous quelles sont les spécificités du matériau VITA ENAMIC pour ce qui concerne les propriétés mécaniques ?
Pr Oliver Röhrle : en absorbant partiellement l'énergie libérée par une fissure et en se déformant en conséquence, le polymère - sous une charge constante - empêche la fissure de se propager.
Compte-rendu 03/16
Pour cette simulation on a modélisé une dent complète en céramique hybride et en céramique classique pour ensuite effectuer un test de charge typique sur les deux modèles avec des matériaux idéalisés : on applique une force sur la bille reposant sur la dent. Le rouge représente ici l'allongement maximal, la zone bleue correspond à une infime déformation voir aucune. La comparaison directe montre que pour l'éprouvette virtuelle en VITA ENAMIC quasiment toute la couronne est verte-rouge, contrairement à la dent en céramique. Cela signifie donc que la céramique hybride a bien mieux résisté en absorbant la pression.
