De la bonne utilisation de nos instruments dynamiques

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Un travail efficace avec des instruments rotatifs exige des connaissances fondamentales sur les différentes qualités et comportements des matériaux, des aspects malheureusement souvent négligés au quotidien. Par contre, si l’on tient compte des différentes caractéristiques des instruments, il est possible de travailler plus efficacement et d’obtenir de meilleurs résultats.

Aujourd’hui, l’utilisation efficace et économique de ces outils est de plus en plus importante pour nous, chirurgiens-dentistes, et ce en raison de la forte progression des coûts de fonctionnement de nos cabinets dentaires. Un objectif facilement accessible, si l’on intègre quelques connaissances plus approfondies sur les instruments, sur leurs vitesses de rotation idéales et sur la pression de contact.

Arcad- dentaire a donc contacté un spécialiste de l’instrumentation rotative, Mr. François BOTTA, délégué technico-commercial passionné de  chez KOMET France pour nous éclairer sur ces points, et vous fait part des remarques sur la bonne utilisation de nos instruments rotatifs.

Instrumentation rotative – Un tour d’horizon

Rappel : Il existe deux systèmes pour l’entraînement de l’instrument rotatif, un système utilisant l’air et un système électrique.

  • Système Air:

Les turbines fonctionnent avec le système à air. Avec les turbines, l’instrument rotatif est directement entraîné par un rotor, grâce à un engrenage lui même entraîné par de l’air comprimé. Les turbines peuvent atteindre une vitesse de rotation au ralenti de  330 000 à 400 000 tr/min. La vitesse de travail est environ la moitié de la vitesse en mode ralenti, soit 150 000 à 200 000 tr/min. en fonction de la pression de contact. Plus on appuie, plus on perd de la vitesse.

  • Systèmes électriques:

Les contre-angles sont disponibles avec différents coefficients de transmission/réduction et fonctionnent avec les moteurs électriques.

Les moteurs électriques peuvent atteindre une vitesse de rotation au ralenti de plus de 40 000 tr/min, ce qui correspond à une vitesse de l’instrument rotatif de:

– 200 000 tr/min avec un contre-ange rouge ( voir orange) 1:5

-40000 tr/min avec un contre-angle bleu 1:1 à pleine vitesse.

– 20000 tr/min à pleine vitesse pour un contre-angle vert réducteur qui divise la vitesse par 2; 4000 tr/min avec une reduction par 10.
Les contre-angles à entraînement électrique ne sont donc pas ralentis ou stoppés lors des travaux de préparation dentaires, en cas de contact de l’instrument rotatif avec différentes structures dentaires ou matériaux prothétiques. Ils coupent à une vitesse quasi constante, indépendamment de la pression. L’instrument rotatif est nettement mieux centré sur les contre-angles que sur les turbines et il y a donc beaucoup moins de vibration.

Meilleur centrage signifie plus de précision, gain de temps et moins d’échauffement de la substance dentaire pendant la préparation de la cavité.

De plus, si on étudie la quantité de substance dentaire enlevée par unité de temps, l’utilisation du moteur électrique a un meilleur rendement ; en conclusion, les contre-angles sont supérieurs aux turbines pour le meulage avec spray de refroidissement.

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Mécanisme d’action

Le principe d’action des fraises est l’élimination des tissus soit par abrasion avec les fraises diamantées, soit par coupe avec les fraises en carbure de tungstène par exemple. Dans les deux cas, on cherchera à avoir la meilleure efficacité d’abrasion ou de coupe. Cela dépendra de la vitesse, de la pression appliquée et de l’irrigation.

Vitesse de rotation idéale:

Le principe de base est: une fraise= une vitesse optimale

La vitesse de rotation d’un instrument est décisive pour le résultat du travail. La règle veut qu’un instrument tournant à basse vitesse enleve peu de matériau, alors qu’un instrument tournant plus vite en enlève beaucoup plus, mais ce dernier produit aussi plus de friction et s’use plus rapidement. La vitesse idéale se trouve entre ces deux extrêmes.

Pour cette raison, il faut observer quelques aspects fondamentaux si l’on veut utiliser ces instruments correctement. Par exemple, la vitesse de rotation ne doit pas être trop élevée, car la présence de forces centrifuges excessives peut amener à la déformation ou la fracture de l’instrument. La vitesse de rotation maximale permise dépend de plusieurs facteurs, à savoir:

  • du diamètre de l’instrument: plus le diamètre est grand, moins on va tourner vite du fait de l’échauffement et de l’évacuation des débris.
  • du matériau de la tige
  • de la précision et l’état technique de l’instrumentation rotative ( turbine, Contre-angle, pièce à main)
  • de l’état de la pince de serrage :le système de mandrin étant différent en fonction de l’instrument utilisé: mandrin CA, Madrin FG (Friction Grip)

Les fabricants déterminent les vitesses maximales de leurs instruments à l’aide d’un procédé très compliqué et coûteux. Le symbole de la vitesse maximale figure dans les catalogues ainsi que sur l’emballage de chaque produit.

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Vitesse de coupe

Il faut distinguer la vitesse de coupe de la fraise et la vitesse de rotation du contre-angle.

La vitesse de coupe Vc, c’est la vitesse linéaire de l’arête de coupe pendant l’opération. Elle dépend du diamètre de l’instrument et de la vitesse de rotation, et se calcule à l’aide de la formule

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Pour les instruments coupants et perçants, la vitesse de coupe est habituellement indiquée en m/min, alors que pour les instruments abrasifs, elle est indiquée en m/ sec. Ainsi les petits instruments ont une vitesse de coupe inférieure aux gros instruments, bien que tous les deux soient utilisés à la même vitesse de rotation. Autrement dit, pour obtenir la même vitesse de coupe, les petits instruments nécessitent une vitesse de rotation plus haute que les gros.

Vitesse de coupe et usuel des arêtes de coupe

En général, l’opinion « plus ça tourne vite, plus l’enlèvement de matériau se fait vite » et donc plus c’est économique, est une supposition qui se révèle parfois inexacte. Le travail devient même de plus en plus inefficace puisqu’une vitesse de coupe supérieure entraîne aussi une friction élevée entre l’arête de coupe de l’instrument et la pièce à travailler. Or cette friction entraîne une augmentation de température et cet échauffement conduit à l’usure prématurée des arêtes de coupe.

En effet, même si nous savons que des vitesses importantes permettent une meilleure finition et des vibrations moindres, lors de l’augmentation de la vitesse, les forces centrifuges deviennent prioritaires et peuvent entraîner une déformation ou même une fracture de l’instrument. Et s’il a été remarqué que la vitesse de coupe augmente avec la vitesse de rotation,  au-delà des 100 000 tours/minute il n’y a pas d’augmentation significative; à partir de 400 000 tours/minute les risques de perte de concentricité dépassent les gains de coupe.

La Pression

L’efficacité de coupe dépend aussi de la pression. Il est recommandé de ne pas dépasser les 2N de pression car au-delà les gains de coupe ne sont pas réellement améliorés. 2N de pression= il s’agit de la pression que l’on exerce en écrivant avec une pointe mine sans casser la mine. iEn revanche, nous usons les roulements et le risque de perte de concentricité de la turbine augmente.

Si la pression est trop forte, nous observerons une augmentation de la température au niveau de la zone de travail, et donc un effet iatrogène au niveau de la dent soignée.

L’irrigation

L’irrigation de la zone de travail mais aussi de la tête de la fraise est indispensable car elle permet un refroidissement des tissus, empêche l’encrassement de la fraise et joue un rôle de lubrifiant ce qui permet une amélioration de l’efficacité de coupe. L’irrigation doit être faite soit grâce à un spray air-eau, soit seulement avec de l’eau. Il faut faire attention à ne pas utiliser l’air seul trop longtemps car il entraîne une déshydratation de la dent. Un jet d’eau seul est le plus efficace mais il n’est pas évident de garantir une irrigation efficace de la tête de la fraise. Il est donc recommandé d’utiliser un spray air-eau, avec un débit d’eau de 35 à 50 ml/minute.

Les différentes fraises

Les fraises vont éliminer les tissus dentaires soit par coupe, soit par abrasion. Les fraises diamantées ont une action abrasive, contrairement aux instruments à lames de carbures de tungstène qui ont une action de coupe. Le choix de la fraise pour l’éviction carieuse est donc très important. De plus, dans chaque catégorie, il existe différentes fraises en fonction du matériau utilisé, de leur forme, leur taille, et de la partie travaillante. Face à cette multitude de fraises, nous décrirons chaque type et nous essaierons d’expliquer leurs caractéristiques. Ces dernières années, grâce à la recherche, nous avons vu apparaître des fraises spéciales permettant d’être moins invasif et plus précis, mais qui sont malgré plus fragiles.

Fraises en carbure de tungstène

Leur efficacité dépend de leur géométrie de coupe : c’est à dire du nombre de bords tranchants et de leur angle de coupe. Il existe soit des bords tranchants droits, soit en forme de spirale et avec ou sans la présence de coupes transversales supplémentaires. Cette dernière configuration permettra une meilleure élimination des déchets. Plus le nombre de bords tranchants augmente plus la fraise travaille en finesse.

Par exemple, une fraise présentant plus de 30 bords est utilisée pour le polissage. En général, on retrouve 6 bords tranchants et un angle de coupe négatif. Aujourd’hui la majorité, des industriels proposent ces fraises de différentes longueurs et avec un col gracile. Selon leurs morphologies elles pourront aussi bien traiter la dentine que l’émail. La plupart du temps ces fraises sont utilisées avec un micro-moteur et un contre-angle bague bleu. Elles doivent être fixées par un système de friction pour assurer la concentricité. Enfin, la pulvérisation air-eau est indispensable pour l’élimination des débris et le contrôle de la température.

il est important pour avoir un maximum d’efficacité avec les fraises en carbure de tungstène de toujours fraiser dans le sens de coupe: il ne faut pas balayer ( en venant vers soi pour un droitier, comme lorsqu’on épluche une pomme). Par exemple si l’on fraise en sens inverse avec une fraise à lame sur un composite, nous ferons de petites vagues. Il faut faire comme avec un rabot.

Fraises diamantées

Contrairement aux fraises précédemment présentées qui coupent, celles-ci éliment le tissu carieux par abrasion. Il existe de nombreuses granulométries allant de grains de 4 à 195 μm. Ces caractéristiques sont classifiées dans la norme iso. Elles sont généralement montées sur turbine ou contre- angle à bague rouge. Les particules de diamant sont fixées au corps de la fraise soit par électro galvanisation, soit par projection. La liaison entre les particules diamantées et le corps de la fraise détermine leur qualité, plus celle-ci sera forte moins vite elles s’useront. La répartition homogène de ces particules garantit une qualité et une efficacité accrue et plus le grain est gros plus la fraise est abrasive. On utilise par exemple des fraises bague noire pour déposer une obturation, à contrario on s’orientera vers des fraises bague rouge pour réaliser la finition des bords cavitaires. Généralement, pour l’excavation des tissus carieux, nous utilisons des fraises ayant une granulométrie de 100μm. La perte de grains diamantés a un impact direct sur leur efficacité et sur la perte de leur concentricité. Cela sera ressenti par le praticien qui aura tendance à augmenter la pression sur la fraise, entraînant un échauffement de la dent et une augmentation des vibrations. En plus d’un effet délétère pour l’organe dentaire, cela, sera immédiatement ressenti comme une diminution du confort du soin par le patient.

D’après les fabricants, ce phénomène est observable seulement après 5 utilisations. Il est donc primordial d’être vigilant quant à l’usure des fraises utilisées quotidiennement, et de penser à les renouveler régulièrement afin d’améliorer le confort de travail mais aussi celui du patient. Pour certains auteurs, seuls deux types fraises seraient indispensables et pourraient suffire à réaliser toutes les cavités. Il s’agirait de la fraise boule diamantée ISO 800 qui permet un accès à la lésion et une mise en forme optimale, et de la fraise poire diamantée ISO 830. Le diamètre de la fraise sera choisi en fonction de l’étendue de la lésion.

Contrairement aux fraises en carbure de tungstène, on peut balayer .

En Céramique

Depuis plusieurs années, des fraises en céramique sont apparues sur le marché. Elles présentent bien des avantages par rapport aux fraises classiques, mais elles ne peuvent en rien les substituer. Ces fraises sont, pour la plupart, composées de céramique Zircone alliée à l’oxyde d’alumine. Les propriétés qui en découlent sont donc une meilleure résistance à la compression, à l’usure, à l’agressivité des produits chimiques et une plus grande dureté. Mais, en contrepartie, elles sont plus fragiles et il ne faut donc pas leur appliquer de pression latérale. Leurs principaux inconvénients sont leur inefficacité sur l’émail et qu’il est recommandé de ne pas les utiliser sur du composite. Il en existe deux types :

-soit monté sur contre-angle avec une tête boule. Dans ce cas, elles sont utilisées à faible vitesse. Le praticien ressentira une meilleure finesse tactile, lui permettant de différencier dentine saine et cariée, assurant ainsi la réalisation d’actes à minima.

– soit montée sur turbine avec une tête conique. Elles permettent de traiter les caries des sillons.

De plus, leur couleur blanche permet de bien différencier le tissu sain du tissu carié. Il est important de ne pas les mettre en contact avec des fraises métalliques lors de la stérilisation. Cela risquerait de provoquer des marques voire de les casser. Il est donc conseillé d’utiliser des séquenceurs et de les nettoyer avant avec des brossettes en nylon spécifique.

Les vitesses à retenir

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Toutes les fraises FG

  • Vitesse optimale: 160000 tours/min
  • on l’obtient en réglant le CA rouge à 80% de sa puissance.
  • ne jamais être à fond: on obtient la même efficacité avec moins d’usure.

Les fraises boules CA pour l’excavation

  • utiliser le CA vert
  • 1500 tours/min ce qui est difficile…il faut essayer de trouver sa vitesse de confort.
  • puissance: au 1/4 de la pédale ou moins.

Polissage en bouche:

  • des métaux, composites et céramiques.
  • vitesse optimale: 6000-8000 tours/min
  • CA bleu: 1/4 de la puissance sous spray bien sur
  • CA vert: 1/2 de la puissance.

ce qui est vrai en bouche est également vrai hors bouche:1/4 de la puissance avec la pièce à main.

Fraises pièce à main pour retouche résine-métal 

  • entre 15000 et 20000 tours/minute
  • 1/2 de la vitesse

Eviction gingivale:

  • fraise céramique recommandée
  • fonctionne très bien à 2 conditions:

-300000 tours/minute: à fond sur la turbine

-PAS D’EAU: car l’eau refroidit et c’est la chaleur qui permet de cautériser; la céramique étant un mauvais conducteur thermique, il faut de la vitesse et pas d’eau pour que ça chauffe afin d’arriver à la bonne température.

  • ne fonctionne pas sur un contre-angle rouge

Régularisation osseuse

  • entre 500 et 1000 tours/minute pour fraises CA
  • 6000 tours/minutes pour fraises FG

Fraises Céramiques pour excavation

  • 1500 tours/minute
  • Contre-angle vert à 20000 tours/minutes + 1/4 pédale

Bilan

Peu de gens savent que le travail avec instruments rotatifs requiert une connaissance tres approfondie alors que le chirurgien-dentiste est confronté à de très hautes exigeances.

Le débutant doit apprendre à adapter le travail en fonction des situations respectives.

Il est important que les professionnels soient conscients du fait qu’une vitesse trop élevée peut conduire à un travail peu économique.

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