Le nouveau revêtement dentaire reproduit la composition et la microstructure de l’émail naturel

Les scientifiques ont mis au point l’hydroxyapatite, un matériau de minéralisation des os et des dents. En ajoutant un complexe d’acides aminés à l’hydroxyapatite, ils ont pu former un revêtement dentaire qui reproduit la composition et la microstructure de l’émail naturel. La composition améliorée du matériau répète les caractéristiques de la surface de la dent au niveau moléculaire et structurel et, en termes de résistance, elle surpasse le tissu naturel. La nouvelle méthode de restauration dentaire peut être utilisée pour réduire la sensibilité des dents en cas d’abrasion de l’émail ou pour la restaurer après une érosion ou une mauvaise alimentation. L’étude et les résultats expérimentaux sont publiés dans Résultats d’ingénierie.

L’émail des dents a une fonction protectrice, mais malheureusement, son intégrité peut être détruite, par exemple par l’abrasion, l’érosion ou les microfractures. Si la surface tissulaire n’est pas réparée à temps, les dommages à l’émail affecteront la dentine puis la pulpe de la dent. Par conséquent, il est nécessaire de restaurer la surface de l’émail à un niveau sain ou de créer des couches supplémentaires sur la surface si elle est devenue très fine. Nous avons créé une couche minéralisée biomimétique (c’est-à-dire qu’elle imite la couche naturelle) dont les nanocristaux reproduisent l’arrangement des nanocristaux d’apatite dans l’émail des dents. Nous avons également constaté que la couche modifiée d’hydroxyapatite a une nanodureté plus élevée qui dépasse celle de l’émail natif. »

Pavel Seredin, spécialiste principal au Centre UrFU « Nanomatériaux et nanotechnologies », chef du département de physique du solide et de nanostructures à l’université d’État de Voronej

L’hydroxyapatite est un composé qui est un composant majeur des os et des dents humaines. Les scientifiques ont sélectionné un complexe d’acides aminés organiques et polaires polyfonctionnels, comprenant, par exemple, la lysine, l’arginine et l’histidine, qui sont importants pour la formation et la réparation des structures osseuses et musculaires. Les acides aminés choisis ont permis d’obtenir de l’hydroxyapatite, qui est morphologiquement tout à fait similaire à l’apatite (composant principal des tissus) de l’émail dentaire. Les chercheurs ont également décrit les conditions environnementales dans lesquelles les processus de liaison de l’hydroxyapatite aux tissus dentaires devraient se produire. Ce n’est que si ces conditions sont remplies qu’il est possible de reproduire pleinement la structure de l’émail naturel.

« Traditionnellement en dentisterie, les matériaux de restauration composites sont utilisés dans la restauration de l’émail. Pour augmenter l’efficacité de la liaison de l’émail et du composite, la technique de restauration implique un mordançage à l’acide de l’émail au préalable. Les agents de mordançage restants peuvent ne pas toujours avoir un effet positif sur la liaison de l’émail et matériaux synthétiques. Pour reproduire les couches d’émail avec des techniques biomimétiques, nous neutralisons les médias et éliminons les produits de gravure avec de l’alcali de calcium. De cette façon, nous améliorons l’adhérence de nouvelles couches d’hydroxyapatite », explique Pavel Seredin.

La formation d’une couche minéralisée aux propriétés similaires à celles des tissus durs naturels a été confirmée par microscopie électronique à émission de force et de champ atomique, ainsi que par imagerie chimique des surfaces par microspectroscopie Raman. L’étude a été réalisée sur des dents saines afin d’éliminer l’influence de facteurs étrangers sur la couche résultante et de pouvoir comparer les résultats avec des dents saines. Ensuite, les chercheurs relèveront le défi de réparer des défauts plus importants, qui peuvent être de nature variable, depuis les stades initiaux de la carie jusqu’aux fissures et fractures volumétriques.

La recherche conjointe a été menée par des scientifiques du Centre de recherche et d’enseignement « Nanomatériaux et nanotechnologies » de l’Université fédérale de l’Oural, de l’Université d’État de Voronej, de l’Université médicale d’État de Voronej, de l’Université Al-Azhar et du Centre national de recherche (Égypte).