Comment les restaurations dentaires – telles que les obturations et les couronnes – peuvent-elles durer plus longtemps? Un nouveau groupe de recherche centré à la Charité – Universitätsmedizin Berlin et à la Technische Universität (TU) Berlin prévoit d’aborder ce sujet en utilisant des approches issues à la fois de la science des matériaux et de la dentisterie.
L’objectif est de mieux comprendre la composition et la structure des interfaces matériau-tissu et les contraintes exercées sur celles-ci. Le groupe de recherche interdisciplinaire «InterDent» est financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG). Il recevra un financement initial de 2,1 millions d’euros sur trois ans.
La dentisterie restauratrice utilise des biomatériaux synthétiques tels que la céramique, les alliages et les composites pour restaurer les dents endommagées. Ces matériaux doivent résister à des sollicitations lourdes et répétées afin de conserver leur aptitude à fonctionner pendant de nombreuses années. L’adhésion sûre au tissu dentaire sain restant dépend de la création de «zones d’interface», des structures tridimensionnelles constituées de différentes couches de connexion de composition, de microstructure et de propriétés variables.
Les interzones ne sont jamais aussi résistantes que leurs homologues naturels. C’est l’une des raisons pour lesquelles les restaurations dentaires échouent souvent tôt et se détachent. Le nouveau groupe de recherche DFG – connu sous le nom de FOR2804 «InterDent» – est un effort de collaboration impliquant des experts médicaux et des scientifiques des matériaux. Les partenaires comprennent également le Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), un centre de recherche pour la recherche sur les matériaux énergétiques, et l’Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces (MPI-KG), situé à Potsdam. Les chercheurs espèrent qu’une meilleure compréhension des causes des faiblesses structurelles liées aux dents ouvrira la voie à des interzones plus résilientes.
<< Le groupe de recherche est organisé en quatre sous-projets et un projet global de coordination, qui sert de base à une interaction étroite entre les experts de la science des matériaux et de la dentisterie de différents instituts. Le but de cette collaboration interdisciplinaire est d'identifier les paramètres clés qui peuvent être utilisés pour prédire le risque de dégradation et qui sont susceptibles d'être mis en œuvre dans la pratique clinique », explique le porte-parole du groupe de recherche, le Dr Paul Zaslansky, chef de projet à l'Institut de médecine dentaire, buccale et maxillaire de la Charité.
Grâce à la proximité de laboratoires de matériaux ultramodernes et à une expertise dentaire exceptionnelle, la région de Berlin-Brandebourg offre un environnement de croissance idéal pour des collaborations inspirantes et des découvertes innovantes. «
Dr Paul Zaslansky, chef de projet, Institut de médecine dentaire, buccale et maxillaire, Charité – Universitätsmedizin Berlin
L’objectif de l’équipe est de créer de meilleurs matériaux dentaires en mettant en lumière la manière dont les différents matériaux interagissent avec les tissus environnants. L’un des sous-projets vise à prédire la manière dont la dentine (le tissu osseux dur qui constitue le noyau de la dent) évolue au fil du temps, en fonction du matériau utilisé pour l’obturation sur laquelle elle est fixée. Utilisant une technologie non destructive, hautement sensible et à haute résolution, les chercheurs étudieront la microstructure et les caractéristiques chimiques de la dentine, en suivant les changements progressifs au fil du temps dans le cadre d’un processus de vieillissement appelé «sclérose».
«Nous souhaitons utiliser cette approche afin de développer un modèle de dentine sclérotique qui nous permettra de mieux comprendre les changements dans sa structure et sa composition», explique le Dr Ioanna Mantouvalou du HZB, qui dirige ensemble le sous-projet avec le Dr Zaslansky.
Un autre sous-projet se concentrera sur la structure et les propriétés mécaniques d’une interzone dentaire naturelle qui est exposée à des contraintes particulièrement sévères: la jonction entre la dentine et le cément qui l’entoure. Bien que cette structure soit remarquablement robuste et résiliente aux charges cycliques, on en sait étonnamment peu sur sa microstructure et ses propriétés mécaniques.
«Nous voulons mieux comprendre la structure et la fonction des zones de jonction chez les mammifères d’élevage et les dents humaines, en comparant les dents et les dents plus jeunes et plus âgées qui ont été soumises à des contraintes mécaniques modifiées. Cela nous permettra de déduire des principes généraux sous-jacents qui contribuent à la résistance à la fatigue à long terme de la jonction dentino-cimentaire et que nous explorerons pour les structures bioinspirées », déclare le professeur Claudia Fleck, responsable de l’ingénierie des matériaux à TU Berlin et porte-parole adjoint du groupe de recherche.
Lorsque les bactéries buccales colonisent la surface des dents et des biomatériaux utilisés en dentisterie restauratrice, elles produisent un «biofilm»: une communauté cohésive de micro-organismes qui forme une couche visqueuse. «Nous explorerons et comprendrons la formation et la croissance des biofilms en nous concentrant à la fois sur la composition et la microstructure ainsi que sur les zones interzones où ils s’interfacent avec les matériaux dentaires», déclare le Dr Cécile Bidan, chef de groupe du département Biomatériaux de MPI-KG et co-responsable du troisième sous-projet aux côtés du Prof. Dr. Sebastian Paris, Directeur de Recherche à l’Institut de Médecine Dentaire, Orale et Maxillaire de la Charité.
«Pour ce faire, nous procéderons à des analyses quantitatives et systématiques afin de déterminer le développement spatial et temporel de bactéries spécifiques dans des biofilms cultivés sur différentes surfaces et en contact avec des restaurations dentaires.
La façon dont les dents peuvent être mieux scellées contre les bactéries après des traitements de canal radiculaire est au centre du quatrième sous-projet InterDent.
«En combinant l’imagerie haute résolution, l’analyse d’images numériques et les méthodes de test mécanique, nous voulons déterminer les paramètres qui sont essentiels pour établir une interzone scellée entre les biomatériaux et la racine. Nous avons plusieurs nouvelles idées pour jeter les bases d’un canal radiculaire plus durable restaurations », explique le PD Dr Kerstin Bitter du Département de dentisterie restauratrice et préventive, qui partage le rôle de chef de file du co-projet sur ce projet avec le professeur Fleck.
Pour surmonter les lacunes et les limites existantes des biomatériaux dentaires, il sera nécessaire d’utiliser les ressources et les échantillons disponibles de manière coordonnée et de former une nouvelle génération de doctorants intégrant les résultats de tous les sous-projets. Un objectif clé du projet de coordination est de créer une culture de collaboration interdisciplinaire – conduisant à une meilleure compréhension des interzones dentaires dans le but ultime d’améliorer le traitement dentaire.
La source:
Charité – Universitätsmedizin Berlin
