Dental Tribune French Edition

Laser Tribune Édition Française |Avril 201328 Introduction Le soudage laser fut en premier introduit en joaillerie dans les années 1970 et est entré rapidement, avec quelques succès, dans les laboratoires de prothèse.1 Les premières longueurs d’ondes utilisées furent le laser à gaz carbonique (CO2, 10.600 nm) et le laser Nd:YAG (1.064 nm), tous deux émettant dans l’infra-rouge, mais c’est le laser Nd:YAG qui s’est affirmé sur le marché pour ses résultats significatifs.2 En effet, le soudage laser offre de nomb- reuxavantagesparcomparaisonauxmétho- des traditionnelles et pour l’essentiel nous retiendrons que : – La procédure de soudage peut être effec- tuée directement sur le maître modèle et donclesdéformationsinhérentesàladupli- cation des modèles sont écartées3 ; – Lesdéformationsdel’objetàsoudersontré- duites parce que l’élévation thermique est concentrée, limitée par une irradiation de grande énergie et collimatée, évitant toute déformationconnexedesstructuresavoisi- nantes.4 – Il est ainsi possible par exemple, de souder àproximitédestructuresenrésineouencé- ramique, sans variations chromatiques, ni déformations,niafortiori,dephénomènes de « cracking ».5 – Dans la pratique, un gain de temps appré- ciabledanslaréparationdeprothèsesamo- vibles ou fixes ainsi que d’arcs orthodon- tiques, est observé. Cette technique de soudage peut-être ef- fectuée sur presque tous types de métaux, ycomprisletitane,cequiesttrèsintéressant en implantologie.6 Les tests biomécaniques (résistance à la traction) semblent en faveur du soudage laser.7 Ces avantages ont fait que ces techniques sont arrivées dans les labora- toires de prothèse, les machines actuelles n’ont cessé d’évoluer et subséquemment, leurs performances se sont améliorées. Toutefois, leurs dimensions, leurs coûts encoreélevésetlessystèmesdetransmission durayonlaseràlentillefixe,limitentleuruti- lisation dans les cabinets dentaires. L’objet de nos travaux consistait à vérifier si en utilisant un laser « dentaire » dont le rayon serait transmis par une fibre, il était possible pour un odontologiste dans son ca- binet, d’utiliser cette méthodologie de sou- dage. Le challenge, après des études ex vivo, consistait alors à vérifier s’il était possible de souder directement en bouche.8 SoudageetlaserNd:YAG: miseaupointdelatechnique Les longueurs d’ondes les plus utilisées en odontologie et potentiellement aptes à ef- fectuer des soudures, sont le laser CO2 (10.600 nm),leslasersdiodes(800/900 nm) et le laser Nd:YAG (1.064 nm). Les tests préli- minaires effectués sur des plaques métal- liques nous ont permis – par le passé – de sé- lectionner le laser Nd:YAG qui semblait le plusapteàservirl’objectif.Enfaitaveclelaser à gaz carbonique, la durée des tirs était trop brèveetdoncnepouvaitêtreàl’origined’une élévation thermique suffisante au point de soudure.Avecleslasersdiodes,l’énergiedéli- vréesurlacibleserévélaittropfaible.C’estla raison pour laquelle les tests retenus ont été ceux avec un laser Nd:YAG, qui combine en fait deux longueurs d’ondes (Er:YAG 2.940 nmetNd:YAG1.064nm,FotonaFidelis Plus III, Slovénie), sachant que seul le laser Nd:YAG a été utilisé dans les techniques de soudage (Fig. 1). En effet, le laser Er:YAG interagit avec les tissus durs (émail, dentine, os) et mous, compte tenu de sa grande affinité pour l’hy- droxyapatite et l’eau (vaporisation explo- sive).9 Le laser Nd:YAG quant à lui, compte tenu de sa grande affinité pour l’hémoglo- bine, est principalement utilisé en chirur- gie,10 dansladécontaminationdespochespa- rodontales, en endodontie (nécroses pulpai- res), pour l’éclaircissement des dents et pour la gestion de l’hypersensibilité dentinaire.11 La transmission du rayonnement se fait via desfibresoptiquesdedifférentsdiamètreset la spécificité de cet appareil (Fotona Fidelis plusIII)résidedanslefaitqu’ilestpossiblede délivrer des « pulses » d’une durée de l’ordre delamilliseconde(25ou15),duréeparticuliè- rementadaptéedanslagestiondeproblèmes vasculaires (hémangiomes par exemple, mais aussi phlébologie).12 C’est sur la base de ces pulses relativement longs que les premiers essais de soudage ont pu être réalisés pour réparer des prothèses fixées,mobiles(crochets)etlesfilsorthodon- tiques. Les premiers essais ont été effectués avec une fibre de 900 μm de diamètre, une surface de tir (diamètre du « spot ») de 2 mm, généralement utilisé en dermatologie. Une pièce à main expérimentale a été construite avec un spot de diamètre 0,6 mm, ce qui a permis d’augmenter de dix fois la densité de puissance (puissance en watt, délivrée par unité de surface en cm2 ou W/cm2 ). Lespremierséchantillonsontététraitésen combinant différents paramètres d’irradia- tion et ce sur des plaques de CrCoMo,13 puis analysés à l’aide d’un rugosimètre sans contact (interféromètre), qui permet d’étu- dieren3Dlesmodificationsdesurface,devo- lume,lesdimensionsdeszonesdesoudure,la rugosité (Fig. 2). Àlalumièredesrésultatspréliminaires,les paramètres suivants ont été jugés les plus fa- vorables (Tableau 1). Lesessaissuivantsontportéànouveausur des plaques de CrCoMo et sur des fils ortho- dontiquesenacier,encomparantcequiétait obtenuaveccesparamètresetcequiétaitob- tenu à l’aide d’un laser de soudage, destiné aux laboratoires de prothèse (Rofin, Allema- gne).14 Ces tests ont été effectués avec apport de matériau (« filler ») et analysés par le biais de différentes techniques (microscopie op- tique, MEB, EDS et tests mécaniques de résis- tance (DMA), (Fig. 3). Les résultats ne différaient pas de façon si- gnificative entre les deux appareillages, tant pour ce qui concerne la microstructure, la distribution des éléments (pourcentage en masseatomique)danslasoudureelle-même (EDS), que pour ce qui concerne la résistance aux sollicitations mécaniques ou encore le maintien du module d’élasticité des fils or- thodontiques. Pourobtenirunappareilcapabled'êtreuti- lisédanschaquetypedemetaletalliage,tita- nium compris, on a modifié la longueur d'onde utilisée. Le projet consistait à utiliser une cartouche de gaz argon, de distribuer le gaz à l’aide d’un tube de petit diamètre au pointd’impactdurayonnementlaseretdele délivrer à l’aide d’une pédale de commande. Les échantillons ainsi traités ne montraient aucune trace d’oxydation. Unedernièresériedetests,avanttouteobs- ervationinvivo,consistaitàvérifierleséléva- tions thermiques sur les tissus biologiques au voisinage des zones de soudage.15, 16 Sur des mandibules bovines fraichement prépa- rées,desplaquesenUontétépréparéesetpo- séessurdessurfacesdemolaires.Cesplaques ont été soudées entre elles et pendant l’irra- diation, les températures en surface des plaquesmétalliquesontétéanalyséesàl’aide d’une caméra thermique (Flir, Suède) et les températuresenprofondeurdestissussous- jacents (pulpe, sulcus, muqueuse en regard delazoneapicale,oscervical)ontétéenregis- trées (Picotec, TC-08, Royaume-Uni), après mise en place de quatre thermocouples de typeK.Lestempératuresenregistréesn’excé- daientjamais1,5 °C.Untestidentiqueaétéef- fectué sur des mandibules porcines, en ana- lysant l’élévation thermique pendant le sou- dage de barres en titane, sur des implants endo-osseux précédemment posés ; là en- core, les valeurs obtenues étaient toutes en dessous du seuil de coagulation des protéi- nes (5–7 °C), (Fig. 4). C’est donc sur la base de ces observations que les premiers cas cli- niques ont été gérés. Cas cliniques Cas I Patient de 59 ans en cours de traitement pour réhabilitation orale par implants au CAS CLINIQUE Le laser Nd:YAG dans les techniques de soudage intraoral Puissance Fréquence Energie (Joules) Durée de chaque «pulse» Diamètre du spot Fluence Distance de travail 9,90W 1Hz 9,90J 15msec 0.6mm 3.300J/cm2 30mm Tableau 1 Fig.1 Fig.2 Fig.3 PROF.DR CARLO FORNAINI Professeur à l’École Dentaire,Faculté de médecine,Université de Parme,Italie et chercheur associé au laboratoireTELEO,Fac- ulté de Chirurgie Dentaire,Université de Nice, France.Il est également président de l’IPTA (International PhotoTherapy Association) et Président élu deWFLD (World Federation for Laser in Dentistry). carlo.fornaini@unice.fr PROF.PATRICK MAHLER Professeur,chef de Service d’Odontologie,CHU St Roch,5 rue Pierre Dévoluy,06000 Nice, France. mahler.p@chu-nice.fr PROF.JEAN-PAUL ROCCA Professeur,directeur de l’European Master De- gree in Oral Laser Applications et chef du Lab- oratoireTELEO,Faculté de Chirurgie Dentaire, Université de Nice,France. Jean-Paul.ROCCA@unice.fr Fig.4