L’implant en Zircone : plus proche de la racine naturelle ?

Introduction

L’implantologie en titane est habituellement utilisée pour réhabiliter la fonction et l’esthétique suite à la perte des dents(1). De nombreuses études ont démontré leur excellente biocompatibilité(2) et des taux de succès élevés(3). Cependant la prévalence des péri-implantites (PI) autour des implants en titane(4), devrait être une préoccupation clinique quotidienne vu l’importance de leur incidence (Fig. 1a, b, c). Des études récentes rapportent la présence de particules de titane autour des implants présentant des PI par rapport à un environnement péri implantaire sain(5,6). Des phénomènes de corrosion galvanique dans la cavité buccale pourraient être liés à la physiopathogénie de la PI. (7)   Ce thème occupe la plupart de nos congrès et pose la question de la fiabilité de nos traitements implantaires à long-terme (8).

Les nouveaux implants en céramique zircone : résistants à la fracture ?

La première génération d’implants en céramique alumine développé par le Pr Sammy Sandhaus (Cerasand 1968) ont été abandonné malgré leur biocompatibilité tissulaire, du fait d’un taux de fracture élevé. (Fig. 2a, b). Cependant, la nouvelle génération d’implant en céramique zircone offre une résistance de loin supérieure à ceux connus à ce jour. La zircone est moins cassante que l’alumine et de plus sa résistance à la fracture en flexion est trois fois celle du titane, comme nous l’a exposé dans son article de synthèse Philippe Duchatelard (13). (Fig. 2c)

Le zirconium est un élément chimique, de symbole Zr avec un numéro atomique 40. Le zirconium est un métal cependant lors de son oxydation il devient une céramique, l’oxyde de Zirconium ou zircone. La zircone a une structure polycristalline et un aspect opaque. Pour renforcer ce réseau cristallin, on parle de stabilisation par l’incorporation d’oxyde d’Yttrium (yttria) ou d’alumine. Deux types de zircone composent les implants céramiques présents sur le marché́ : le principal est l’Y-TZP (Yttria stabilized Tetragonal Zirconia Polycristals), l’autre l’ATZ (Alumina Toughened Zirconia), qui sert également pour la confection de forêts. (13). La mise en forme des implants dentaires en zircone Y-TZP ou ATZ est généralement réalisée par usinage d’un cylindre de zircone de façon identique aux autres pièces utilisées dans la restauration dentaire. Cette grande résistance à la fracture est notamment obtenue grâce au processus HIP «Hot Isostatic Post compaction» comme Z systems, White Sky Bredent (Y-TZP) et Nobel Pearl, Zeramex (ATZ). (Fig. 3, Fig. 5)

À ce stade, le matériau est densifié par frittage dans un four tunnel pendant trois jours à 2.000 bar, pour améliorer de manière notable les propriétés physiques du matériau de base. Attention, tous les implants en zircone disponibles sur le marché ne subissent pas ce processus HIP, permettant une très grande résistance à la fracture. Certains fabricants autorisent la retouche des piliers directement en bouche comme une dent naturelle, d’autres fabricants ne le permettent pas. (14)

Il existe un autre procédé de réalisation des implants en zircone Y-TZP (ex : Ceralog, Zibone), la mise en forme par injection- moulage où la poudre de zircone est mélangée avec un liant polymérique thermoplastique. (Fig 4)

Le mélange est ensuite injecté sous pression dans un moule afin d’obtenir une ébauche ayant la morphologie de l’implant, mais avec à des dimensions supérieures. Cette technique présente des avantages à plusieurs points de vue ; premièrement, elle permet la production rapide et en série de pièces en céramique ayant des formes complexes, ce qui permettrait, si cette technique est généralisée, de diminuer le coût de la thérapeutique implantaire tout céramique. Un avantage supplémentaire et non négligeable qu’apporte cette technique est la possibilité́ de créer des surfaces rugueuses, en traitant chimiquement ou physiquement la paroi interne du moule. (14)

La grande majorité de ces implants ont été conçu sous forme d’implant « monobloc », c’est-à-dire en une seule pièce, le pilier étant associé à la partie endosseuse filetée (Z systems, White Sky Bredent, Ceralog, Zibone)Cette géométrie présente un avantage mécanique et également biologique pour la stabilité́ des tissus péri-implantaires. (15)

Certains systèmes proposent désormais des implants en 2 pièces. Cette forme rend la planification similaire au traditionnel système d’implants en titane. Cependant, la fiabilité́ de l’adhésion des pièces en céramique et l’usinage d’un filetage interne dans une céramique sont des challenges. Une étude de Jank et Hochgatterer de 2016 sur un suivi de 347 implants posés en 2 pièces à 4 ans rapporte un taux de succès cumulés de 96,7%.(16)

L’ostéointégration de la zircone par rapport au titane

Le succès de l’intégration des implants repose sur l’ostéointégration (au niveau des tissus durs) et de la formation d’un joint muqueux péri implantaire (au niveau des tissus mous) (17)

Au niveau des tissus durs

Les paramètres clés pour l’évaluation de l’ostéointégration sont les mesures du contact Os implants (BIC) et les valeurs de couple de retrait de l’implant (18). La majorité des études ne montrent pas de différences significatives entre les implants en titane et en zircone. (19, 20) Fig 6 Plusieurs revues de littérature évoquent la capacité d’ostéointégration de la zircone (21,22), dont celle de Hashim. D et Coll. de 2016 qui a retenu 14 articles sur 1519 publications, avec un taux de succès cumulé à 1 an représentant 92 %. Dans toutes ces revues les auteurs concluent que les implants en zircone représentent une alternative au titane cependant des études à plus long termes sont nécessaires pour le confirmer. Différents traitements de surface sont proposés. Par exemple, une surface usinée au laser permet d’atteindre une augmentation de la surface de contact grâce à une micro et macro-rugosité accrue. (Fig. 7). Cette technique améliore considérablement la rapidité de l'ostéo-intégration. Le taux de survie dépasse actuellement les 98 % et reste comparable à celui des implants en titane de nouvelle génération.

Comportement des tissus mous à l’égard de la zircone : une barrière protectrice anti-microbienne et anti-inflammatoire

Nos restaurations implantaires sont insérées dans un milieu très sceptique, très agressif et sur le long terme. L’interface entre ce milieu et les structures sous-jacentes (os, réseau vasculaire) est assurée par les tissus mous péri-implantaires. Il existe une réelle différence au niveau de la qualité de cette interface entre une dent et un implant. Berglundh et Lindhe (1991, 1994) décrivent une attache de jonction épithéliale sans fibre autour du titane trans-gingival en comparaison aux fibres de Sharpey présentent autour des dents et concluent que les tissus mous péri-implantaires sont plus fragiles. Ils offrent moins de résistance mécanique, mais également sont moins vascularisés et plus sensibles sur le plan immunitaire (Degidi 2012, Piatelli 1997, Shierano 2002).

La stabilité à long terme des tissus mous péri-implantaires est un point clé dans la lutte contre les péri-implantites et dans l’aspect esthétique et fonctionnel des restaurations prothétiques sur implant. La qualité du joint muqueux autour de la partie trans-gingivale de la restauration implantaire est déterminante.

En 2006, Eric Rompen dans un article de revue, liste les facteurs importants et influents au niveau des tissus mous pour l’intégration des implants. Il ressort de cette étude, entre autres, les points suivants :

- les implants « tissue level » se comportent mieux que les implants « bone level »

- le titane et la zircone sont préférables à l’or ou à la céramique feldspathique pour les portions trans-gingivales ;

- la surface lisse est préférable aux surfaces rugueuses ;

- Il faut éviter au maximum les déconnexions reconnexions des piliers prothétiques dans les cas d’implants « bone level ».

Sur la base de cette revue il apparaît logiquement que l’implantologie « tissue level » soit meilleure à l’égard de l’intégration des implants au niveau des tissus mous (Fig. 10a, b). Les problèmes de gap, d’herméticité des pièces prothétiques sous-gingivales, les notions de switching platform pour renforcer le joint muqueux n’existent plus en implantologie « tissue level ».   

Le titane et la zircone semblent être les meilleurs matériaux pour l’intégration trans-gingivale de nos restaurations. En intégrant des paramètres biologiques et esthétiques, quel est le meilleur matériau entre la zircone et le titane au niveau des tissus mous ? 

C’est une question qui peut légitimement être posée. Le joint muqueux péri-implantaire agit comme une barrière protectrice des structures sous-jacentes. Trois aspects fondamentaux sont à considérer

- l’aspect microbiologique ;

- l’aspect biomécanique lié à l’adhésion et à la prolifération cellulaire autour des structures implantaires trans-gingivales ;

- la libération potentielle d’ions métalliques qui perturbent l’immunité locale. (31)

Comportement microbiologique de la zircone

Dans une étude in vitro et in vivo comparative avec le titane Rimondi (2002) décrit l’interface zircone trans-gingivale comme un bouclier anti-microbien. Cette observation est confirmée par des études ultérieures. Nacimento fait en 2014 dans une étude in vivo sur « split cast » portés pendant 24h comparant la zircone, le titane lisse et le titane rugueux. Les analyses qui ont étudié la flore pathogène et non pathogène, montrent moins d’adhésion microbienne sur la zircone que sur les deux autres surfaces en titane. La colonisation bactérienne, par voie de conséquence, est moins importante sur la zircone que sur le titane, comme le montre encore Nacimento en 2016 et cela est confirmé par De Freitas en 2018 dans une étude de suivi sur 6 mois comparant des piliers trans-gingivaux en zircone et en titane : il y a plus de bactéries pathogènes sur le titane. Cette différence de comportement microbien à l’égard du titane en comparaison à la zircone expose à un risque accru aux péri-implantites comme l’exprime très bien Iglhaut dans son article de revue en 2014. La colonisation microbienne provoque un infiltrat inflammatoire des tissus en réaction à cette présence microbienne. Les barrières tissulaires sont fragilisées et plus perméables aux biofilms. Il s’établit alors une plaie inflammatoire chronique au sein des tissus mous péri-implantaires qui perturbe le métabolisme osseux constituant un facteur de risque de péri-implantite. Un phénomène similaire à celui des parodontites. Autour de la zircone trans-gingivale, Nothdurft montre en 2015 que le niveau inflammatoire diminue en comparaison au titane. Le risque d’altération de l’effet barrière des tissus mous est donc minoré avec la zircone en comparaison au titane.

L’étude récente de Negahdari et Coll. confirme l’influence positive de la zircone trans-gingivale sur le niveau de cytokines pro-inflammatoires présentes dans le sulcus péri-implantaire. Dans cette publication les auteurs comparent le comportement des piliers trans-gingivaux zircone et titane par une étude in vivo en bouche divisée. Ils montrent que les prélèvements de cytokines pro-inflammatoires sont significativement plus élevés autour du titane en comparaison à la zircone.

Comme souvent dans la littérature médicale, il y a des controverses. Linkevicius et Vaitelis publient en 2015, dans la très sérieuse revue Clinical Oral Implant Research une méta analyse sur les effets comparés du titane et de la zircone à l’égard des tissus mous. Les critères d’inclusion sont stricts, 11 études sont retenues : que des études contrôlées randomisées prospectives sur le même patient. Ils concluent que le titane et la zircone ont des comportements similaires. La seule différence en faveur de la zircone est esthétique.

Mais très récemment, également dans la même revue, en 2018 M. Sanz et Coll. dans un article de revue et une méta analyse sur l’effet des caractéristiques des piliers trans-gingivaux à l’égard de la santé des tissus mous péri-implantaires, concluent que le risque de péri-implantite est majoré avec le titane comparé à la zircone.

Comportement tissulaire et cellulaire à l’égard de la zircone

Au-delà de l’effet « antimicrobien » de la zircone que nous venons d’évoquer, la littérature décrit un comportement favorable de la zircone sur les tissus mous péri-implantaires. L’interaction avec les tissus mous et la zircone trans-gingivale génère un effet barrière mécanique anti-microbien protecteur des structures sous-jacentes.

La zircone apparaît comme un matériau biomimétique autour duquel la qualité du joint muqueux péri-implantaire est meilleure qu’autour du titane. La résistance à la prolifération des biofilms qui a été démontrée autour de la zircone et la qualité de l’intégrité des tissus mous constitue une double barrière protectrice des tissus sous-jacents à l’infiltrat inflammatoire chronique et à l’invasion microbienne qui constituent probablement le principal facteur de risque de péri-implantite. Ainsi l’utilisation de l’implant en zircone pour établir un joint muqueux péri-implantaire de qualité peut être considérée comme une démarche préventive dans la stratégie de lutte contre la péri-implantite. (Fig.14 a, b- résolution du cas clinique Fig. 1)

qualité des tissus péri-implantaires obtenue autour de ces implants est une barrière anti-microbienne qui protège les structures sous -jacentes. L’absence de réaction d’oxydation autour des implants en zircone et la réduction de la plaque bactérienne sont des atouts pour leur stabilité à long terme dans ce milieu très agressif sur le plan biologique que représente la sphère orale. Les dernières générations d’implants en zircone actuellement disponibles offrent des qualités mécaniques, biologiques et esthétiques proches de la dent naturelle.

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