Éléments de contexte
L'édentement est associé à un risque accru de mortalité toutes causes confondues et de mortalité spécifique (maladies cardiovasculaires, cancers, pneumonies, maladies cérébrovasculaires) (1). La réhabilitation orale améliore la qualité de vie et, potentiellement, la santé systémique chez les patients édentés (2). Les objectifs prothétiques sont de restaurer les fonctions orales, maintenir la santé et le volume des tissus de soutien et répondre à la demande esthétique du patient pour retrouver un état de bien-être psycho-social (3). Face à un édentement partiel ou complet, la technique des coiffes télescopes offre le confort et la rétention d’une prothèse fixée, tout en permettant un accès simplifié à l’hygiène et à la maintenance. De plus, les attachements télescopiques permettent de pallier le délabrement tissulaire de certaines solutions fixes et les problèmes fonctionnels et esthétiques fréquemment rencontrés avec les solutions amovibles (3). La technique des coiffes télescopes est ancienne. Elle s’est modernisée en s’ouvrant à l’implantologie et aux techniques de conception et de fabrication assistées par ordinateur. Le numérique a facilité l’introduction de nouveaux matériaux comme les polymères thermoplastiques de hautes performances, dont les propriétés semblent avantageuses (3). Face à un environnement littéraire récent et proposant des niveaux de preuves variés, il peut être difficile pour les praticiens et les prothésistes dentaires de sélectionner un "nouveau" matériau dans leur arsenal thérapeutique, tout en cherchant à s'inscrire dans le cadre d'une démarche thérapeutique fondée sur les preuves. Cette revue systématique de la littérature vise à évaluer si les polymères thermoplastiques sont des matériaux indiqués dans la réalisation de coiffes télescopes dento-portées ou implanto-portées stabilisant des prothèses amovibles partielles ou complètes en overdenture.
Introduction
Technique des coiffes télescopes
Décrites dès 1886 par Starr (4), les coiffes télescopes reposent sur le principe de friction entre une couronne primaire (solidaire d’une dent ou d’un implant support) et une couronne secondaire (solidaire de la prothèse amovible).
Le cerclage du pilier est intéressant d’un point de vue biomécanique. En effet la rigidité de l’ensemble du système prothétique permet de transmettre les forces occlusales dans le grand axe des piliers, ce qui serait favorable à leur survie (5). De plus aucun attachement n’est visible en bouche contrairement aux crochets. Cette technique est intéressante lorsque les dents supports sont en faible nombre et/ou réparties de manière défavorable. Il est même possible de combiner dents et implants (6). Ceci est particulièrement intéressant pour les patients avec un terrain parodontal ou pour les patients âgés, et permet parfois de résoudre des cas d’échecs de prothèses implantaires fixées (7). Un autre avantage est la maintenance qui est facilitée. Il n’y a ni changement de vis comme pour les bridges sur pilotis, ni changement de gaines comme sur les attachements boule ou Locator®.
Un des principaux inconvénients de la technique des coiffes télescopes est la difficulté de mise en œuvre. En effet la fabrication est longue et complexe, tant au niveau clinique qu’au laboratoire de prothèse, et ceci se répercute sur son coût (8). Des difficultés d’ajustage des couronnes et de la rétention sont fréquents (9), ainsi que l’usure des couronnes et la perte de rétention qui l’accompagne (10).
Historiquement, les matériaux employés pour la fabrication de coiffes télescopes sont des métaux, précieux et non-précieux. Les techniques de mise en œuvre sont principalement la cire perdue et la galvanoplastie (11). Ces procédés nécessitent une haute technicité et un temps de main d’œuvre important. Les nombreuses étapes sont à risque d’erreurs, entraînant des variations dimensionnelles (12). Le coût des matières premières est très élevé pour les métaux précieux. Certains alliages non- précieux comme le cobalt-chrome et le nickel-chrome posent des problèmes de cytotoxicité et de réaction allergique (13). La combinaison de métaux crée quant à elle un phénomène d’électrogalvanisme (14). Sur la base de ces constats, il apparaît que les principaux freins à l’utilisation de la prothèse télescopique résident dans les techniques de mise en œuvre et les matériaux métalliques utilisés. La numérisation a facilité l’introduction de nouveaux matériaux comme la zircone (15) et les polymères thermoplastiques de haute performance (16). Parmi les différents polymères industriels, les plus performants font partie de la famille des Polyaryléthercétone ou PEAK, représentée par le Polyétheréthercétone ou PEEK et le Polyéthercétonecétone ou PEKK.
Les polymères thermoplastiques (Fig. 2)
Les premières applications en odontologie datent de 1992, comme implant ou pilier implantaire (17). La structure chimique particulière du PEEK lui confère une excellente biocompatibilité (18). Le PEEK présente une très bonne adaptation mécanique aux tissus environnants car son comportement biomécanique est proche de celui de l’os cortical (18). La structure moléculaire du PEKK est basée sur l'ajout d'un groupement cétone à la structure du PEEK, ce qui augmente ses propriétés mécaniques et physiques, notamment une résistance à la compression jusqu'à 80 % supérieure à celle du PEEK (19).
Le PEEK peut être mis en forme par fraisage à partir de disques ou par pressage à partir de granulés ou de lingots (20). Désormais le PEEK peut également être imprimé en trois dimensions (18,21). Les techniques de conception et fabrication assistées par ordinateur ou CFAO ont apporté une meilleure fiabilité et reproductibilité par rapport à la technique conventionnelle de coulée à la cire perdue (22). Le numérique permet une réduction du temps de main d’œuvre et permet une configuration et un ajustage précis des paramètres de conception (20,23). De plus, le stockage des données offre la possibilité de refabriquer facilement et rapidement les éléments prothétiques, ce qui est intéressant dans la technique des coiffes télescopes en cas d’usure et de perte de rétention (24– 26).
Le cahier des charges de ces polymères semble compatible avec la réalisation de coiffes télescopes. Au-delà d'un simple cahier des charges, la maîtrise d'un nouveau matériau dans un contexte clinique implique une compréhension plus large de ces techniques de mise en œuvre, de sa durabilité, de ses possibles dysfonctions, afin de mieux cerner ses bénéfices mais également ses limites.
Matériel et méthodes
Les recherches ont été menées à partir de quatre bases de données : PubMed, Cochrane, DOSS et SCOPUS. Le risque de biais a été évalué à partir d’outils proposés par le Joanna Briggs Institute (27, 28, 29, 30), selon le type d’étude incluse : études in vitro, essais cliniques randomisés, essais cliniques non randomisés et rapports de cas.
Résultats
La recherche a abouti à 105 références publiées jusqu’en avril 2023. Le nombre total d’articles inclus était de 33. Deux articles ont été exclus suite à l’évaluation du risque de biais. Fig. 3
Toutes les études ont été publiées après 2016 et leur nombre avait une tendance croissante, en moyenne environ +9 % par an entre 2016 et 2022. Les combinaisons de couronnes primaires et secondaires les plus étudiées étaient zircone-PEEK (20%) et PEEK-PEEK (16%).
La rétention était le paramètre le plus étudié. On la retrouvait dans 17 études in vitro et deux études in vivo (32,33). Les mesures étaient réalisées au cours de cycles répétés d’insertion-désinsertion pour simuler plusieurs années d’utilisation d’une prothèse. Chaque groupe étudié correspondait à des couples de couronnes primaires et secondaires qui associaient différentes combinaisons de matériaux, différentes méthodes de fabrication et différents paramètres de conception comme la conicité. Les schémas d’études étaient globalement similaires, mais sans protocole ni paramètres de conception comparables. Cette hétérogénéité n’a pas permis de combiner statistiquement les valeurs de rétention.
La méthode d’observation de l’usure la plus utilisée était la microscopie électronique à balayage. La combinaison zircone-PEEK semblait montrer le moins d’usure pour la couronne primaire (25,34,35).
Trois études incluses s’intéressaient à la répartition des contraintes et à la déformation, elles utilisaient soit des jauges de contraintes (36), soit une méthode numérique par analyse des éléments finis (37, 38). Les résultats sont contradictoires entre ces deux techniques.
Dans les essais cliniques, la taille des échantillons variait de 6 à 18 participants pour un suivi de 6 à 12 mois. Les paramètres évalués étaient la rétention, la satisfaction des patients, le niveau osseux, la profondeur de poche, les indices de plaque et de saignement, la stabilité des implants supports.
Les principaux résultats peuvent être discutés à partir de questions pratiques que peuvent se poser praticiens et prothésistes.
Les polymères thermoplastiques offrent-ils une rétention suffisante et durable ?
La grande majorité des valeurs de rétention était supérieure à l’intervalle optimal utilisé dans une revue de 2021, qui serait de 2,5 à 10 N (39). Un ajustage de la rétention sera nécessaire pour ne pas être néfaste pour le parodonte (9). Le réglage se fera en fonction du nombre et du type de support, dent ou implant (40), de la qualité de l’ancrage et des capacités fonctionnelles du patient. On peut ainsi faire varier la conicité ou l’espace entre les couronnes primaires et secondaires (26).
Certains problèmes de fabrication étaient soulevés. Il y avait une grande variabilité des valeurs de rétention obtenues pour les groupes de PEEK fraisé par CFAO du fait d’imprécisions systématiques qui pouvaient être liées aux étapes manuelles lors de l’empreinte des couronnes primaires (application de poudre de contraste) et lors de la finition de fabrication (26). De plus des progrès étaient nécessaires particulièrement pour le fraisage des couronnes à bords parallèles (41,42). En effet les couronnes cylindriques entraînaient des difficultés de fabrication par rapport aux couronnes coniques et étaient plus sensibles aux erreurs techniques, ce qui favorisait les défauts d’ajustage et entraînait une usure progressive avec une perte de rétention (38).
Dans la littérature, il est recommandé de ne pas dépasser deux degrés de conicité au risque de créer une perte de rétention à long terme. Il est souvent admis que l’augmentation de l’angle de conicité diminue la rétention. Cette règle est souvent retrouvée pour les alliages métalliques, mais elle est moins évidente pour les polymères. Dans quatre études de notre revue (16, 20, 41, 42), pour des couronnes primaires ou secondaires en PEEK, la rétention augmentait avec la conicité, probablement en lien avec les difficultés de fabrication des couronnes cylindriques et du fait de la ductilité des polymères.
La résistance à l’usure des polymères thermoplastiques est-elle suffisante ?
L’usure joue un rôle important dans la stabilité de la rétention dans le temps. Les méthodes d’observation ou de mesure de l’usure étaient très hétérogènes. Plusieurs auteurs s’accordent sur l’intérêt de choisir un matériau résistant à l’usure pour fabriquer la couronne primaire (25,43). Le choix du matériau de la couronne secondaire est plus discuté. Certains rapportent une usure moindre quand on confronte une couronne primaire résistante à l’usure avec une couronne secondaire plus ductile comme zircone-PEEK ou zircone-PEKK (25,34,35). Pour d’autres il est favorable d’utiliser des matériaux avec une dureté similaire (44,45). La couronne secondaire peut être facilement remplacée grâce au fichier STL conservé, ce qui n’est pas le cas de la couronne primaire qui nécessiterait d’être déposée et risquerait d’endommager la dent support (24).
Les propriétés mécaniques des polymères thermoplastiques sont-elles compatibles avec le système des coiffes télescopes ?
La combinaison zircone-PEEK semble être la plus intéressante en transmettant la plus faible contrainte au support. Les polymères ont des capacités élevées à dissiper l’énergie et se comportent bien face à de nombreux matériaux en tant que couronnes secondaires grâce à leur ductilité (16,34), qui leur permet de se déformer et de s’adapter continuellement à la forme de la couronne primaire au fur et à mesure de son usure.
Les polymères thermoplastiques peuvent-ils contribuer à préserver la santé des tissus restants ?
Dans notre revue systématique, la perte osseuse marginale péri-implantaire à un an était de maximum 1,15 mm (46, 47). Cette valeur correspond à une revue de 2019, qui relevait jusqu’à 1.68 mm à un an, pour une mise en charge d’implants par prothèse amovible (48). Par rapport aux matériaux conventionnels métalliques, les PEAK semblent préserver la santé des tissus mous et durs péri-dentaires et péri-implantaires. L’association zircone-PEEK est intéressante car la zircone présente une bonne biocompatibilité, déjà exploitée en prothèse fixe et en implantologie.
Quels sont les premiers retours cliniques ?
Toutes les études in vivo ont montré la satisfaction des patients traités et aucune complication n’a été rapportée dans notre revue systématique (49, 32, 50, 51, 52, 53). En revanche dans la majorité des études, les périodes de suivi ne dépassaient pas un an et la satisfaction des patients était relevée sans utiliser de méthode particulière. Seule une étude clinique (52) a utilisé un questionnaire normé, spécifiquement simplifié et adapté aux patients édentés recevant un traitement prothétique (The Oral Health Impact Profile for Edentulous, OHIP-EDENT). Ce questionnaire portait sur l’impact de la santé orale sur la qualité de vie, en évaluant plusieurs domaines comme la limitation fonctionnelle, la douleur, l’inconfort physique, psychologique et social (54). L’utilisation d’échelles graduées est une méthode fiable et valide pour mesurer en détail l'impact social des troubles bucco- dentaires. Ces outils peuvent contribuer à la prise de décision clinique et à la recherche (55). Des essais cliniques relevant la satisfaction des patients de manière objective sur le long terme sont encore nécessaires.
Dans une revue systématique de 2021 qui compare différents types d’attachements pour les prothèses mandibulaires implanto-portées en overdenture, ce sont les attachements télescopiques qui ont montré la satisfaction des patients la plus favorable par rapport aux autres systèmes : Locator®, barre, boule et magnet (56). La technique des coiffes télescopes apporte confort et satisfaction aux patients sans différence entre les matériaux conventionnels métalliques et le PEEK (52).
Quel type d’attachement choisir ?
Les principales complications des coiffes télescopes sont les descellements (57–59) et les nécessités de rebasage ou de restauration d’une dent prothétique (60,61). Ces complications techniques ne menacent pas la survie à long terme de la prothèse et sont souvent réparables rapidement et à moindre coût. En comparaison avec les crochets, plusieurs études soutiennent que les complications ne sont pas de même nature et sont moins coûteuses à résoudre pour les coiffes télescopes par rapport aux crochets (58, 59).
Dans une revue systématique de 2022, qui compare les différents types d’attachement et leurs complications, les implants et leur overdenture ont des hauts taux de survie, peu importe le système d’attachement. Le taux de survie de toutes les overdentures était de 95.8% après un à dix ans. Les attachements qui avaient le moins de complications étaient les Locator®, suivis des coiffes télescopes (62).
A ce jour, la diversité des études en termes de conception des prothèses, de matériaux et de protocole ne permet pas de faire émerger la supériorité d’un type d’attachement ou d’un matériau en particulier. Plusieurs études soulignent l’importance de standardiser les paramètres relevés pour comparer les différents types d’attachements, leur taux de survie et leurs complications (56,60).
Pourquoi choisir de réaliser des coiffes télescopes en polymère thermoplastique ?
Les PEAK présentent comme avantage majeur la facilité et la rapidité de fabrication, en réduisant les coûts de fabrication (34,53) et de matière première, et en diminuant les erreurs de coulée. La CFAO permet de choisir précisément les paramètres de conception des couronnes primaires et secondaires (20,23), de stocker ces données et de les modifier. Ceci permet de refabriquer n’importe quel composant de la prothèse en cas d’usure, de casse ou de perte de rétention (24–26). Les méthodes de fabrication peuvent encore progresser sur certains points. En effet l’usinage de couronnes à bords parallèles affecte la rétention et la reproductibilité des coiffes (41,42). Les étapes de mise en forme par pressage du PEEK nécessitent plus d’étapes avec plus de risque d’erreur et pourraient être améliorées (41). L’utilisation des coiffes télescopes nécessite de travailler avec un laboratoire de prothèse de haute précision et habitué aux flux numériques.
Aucun cas de descellement n’a été rapporté dans les études in vitro ou in vivo incluses dans notre revue systématique. Néanmoins, le descellement est la complication la plus fréquemment retrouvée dans la littérature pour les coiffes télescopes et il n’y a aucun consensus sur la meilleure stratégie de collage des PEAK, ni sur sa durabilité dans l’environnement buccal (18). Une revue systématique de 2020 rapporte une grande hétérogénéité dans les protocoles d’étude sur le collage à long terme des polymères de haute performance et la nécessité de recherches cliniques. Pour le PEEK il semble que pour une adhésion efficace aux résines composites, il convient d’utiliser un système de collage précédé d’un prétraitement de la surface pour augmenter sa mouillabilité, comme le sablage, le mordançage à l’acide sulfurique, ou le traitement au plasma. Pour le PEKK, le revêtement tribochimique à la silice appliquée en association avec un mordançage à l'acide sulfurique à 98% semble être la meilleure façon de renforcer l'adhésion (63). Dans une analyse par éléments finis incluse dans notre revue systématique, les auteurs étudiaient la concentration de contraintes au niveau de la couche de ciment de coiffes télescopes. Ils ont trouvé que les contraintes étaient inférieures pour les coiffes en PEKK par rapport à celles en zircone, or le niveau de contrainte de la couche de ciment serait proportionnel au risque de descellement. Le PEKK grâce à sa capacité à absorber les contraintes serait bénéfique pour réduire le risque de descellement (38,64).
Pour toutes les raisons sus-citées, certains considèrent les polymères comme des matériaux de restauration temporaire (51). Les PEAK présentent des propriétés intéressantes pour leur utilisation en tant que coiffes télescopes, seuls ou en association avec d’autres matériaux, qu’ils soient métalliques ou non métalliques. Les données de cette revue ne montrent pas de supériorité établie des PEAK par rapport aux matériaux historiquement utilisés. En revanche, les avantages de la CFAO et des PEAK, notamment associés avec la zircone, sont intéressants. Fig. 4
Conclusion
Notre revue systématique est la première à dresser l’état de l’art sur la réalisation de coiffes télescopes en polymère et à ce jour, il n’y a pas de supériorité établie d’un matériau en particulier. Les polymères de haute performance sont d’apparition récente en odontologie et leurs indications ne cessent de s’étendre. A l’issue de cette revue systématique, le PEEK et le PEKK semblent être des matériaux indiqués dans la réalisation de coiffes télescopes stabilisant des prothèses amovibles partielles ou complètes en overdenture. La combinaison la plus étudiée était zircone-PEEK. Tous les paramètres vus précédemment sont favorables que ce soit la rétention, l’usure et la dissipation des contraintes. Elle est particulièrement intéressante car elle exploite les avantages et les connaissances éprouvées sur le scellement et la biocompatibilité de la zircone.
La principale limite de notre revue systématique est l’hétérogénéité des articles inclus. D’autres essais in vitro standardisés sont nécessaires, ainsi que des études cliniques sur l’utilisation des polymères thermoplastiques à long terme.
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