Zircone dentaire résistante à la dégradation à long terme

Le défi

Les céramiques monolithiques en zircone font face à un problème fondamental : on peut optimiser pour la ténacité, la résistance ou la résistance au vieillissement, mais améliorer une propriété compromet généralement les autres. Pour les applications dentaires et biomédicales, ce compromis est inacceptable. Les implants et restaurations doivent combiner de hautes performances mécaniques avec une stabilité à long terme contre le vieillissement hydrothermal - la transformation de phase progressive qui dégrade la zircone dans les environnements chauds et humides comme le corps humain.

La solution

Cette recherche a développé la 4.5Ca-TZP, une zircone stabilisée à l’oxyde de calcium avec une structure granulaire nanométrique (inférieure à 100 nm). La formulation atteint ce que les grades conventionnels stabilisés à l’yttrium ne peuvent pas : une ténacité exceptionnelle (9,73 MPa.m^1/2) et une résistance (1170 MPa) combinées à une résistance complète au vieillissement - aucune dégradation après 20 heures à 134°C en test accéléré.

La plasticité induite par transformation du matériau offre une marge de sécurité supplémentaire, permettant une redistribution des contraintes avant rupture plutôt qu’une fracture fragile catastrophique. Les tests par excitation par impulsion permettent de vérifier ces propriétés par la mesure du module d’élasticité, détectant toute transformation de phase ou dégradation des propriétés de manière non destructive.

Résultats

Cette étude établit une voie vers des céramiques en zircone qui éliminent les compromis traditionnels entre propriétés. Pour les fabricants dentaires, cela signifie des restaurations qui maintiennent une translucidité comparable à la 3Y-TZP conventionnelle tout en offrant une fiabilité mécanique supérieure et une résistance au vieillissement confirmée - des propriétés vérifiables par le contrôle qualité IET.