2 Le Matériau du pilier implantaire
2.3 L’adhésion bactérienne aux différents matériaux
2.3.1 L’adhésion bactérienne : généralités
Lorsqu’un substrat ou des micro-‐organismes sont plongés dans un milieu aqueux contenant de la matière organique telle que la salive dans la cavité buccale (ou tout autre fluide corporel), ceux-‐ci vont, en quelques millisecondes, être recouverts d’une couche de
molécules organiques, adsorbées en surface. Il s’agit de protéines (glycoprotéines,
phosphoprotéines…), d’enzymes, ou toutes autres molécules contenues dans la salive, et qui pourront servir de site d’adhésion aux bactéries de la flore buccale qui possèdent des récepteurs, les adhésines, capables de les reconnaître. On parle de pellicule exogène
acquise. L’adhésion des bactéries à un substrat se fait par l’intermédiaire de cette pellicule.
Néanmoins, on a pu observer in vitro que l’utilisation de salive artificielle réduit fortement
la colonisation bactérienne de toutes les surfaces. La pellicule exogène acquise possède
certes des sites servant de récepteurs aux bactéries, mais elle a aussi un effet protecteur car
certaines protéines salivaires ont un effet anti-‐adhésif pour les bactéries (cf. : Figure 20)
(8).
Malgré cette pellicule, les caractéristiques du substrat sous-‐jacent, dont l’énergie libre de surface, ont un impact direct, car elles sont transférées au travers de cette pellicule et jouent toujours un rôle fondamental dans l’adhésion bactérienne : on parle de la « shine
through theory ». Les caractéristiques du substrat ont un impact indirect également car la
composition bactérienne de la pellicule peut être différente en fonction du substrat sur
lequel elle se forme. Les bactéries qui vont s’y adsorber dépendent directement et indirectement des caractéristiques du substrat. (8)
La formation de la plaque bactérienne dans la cavité orale se fait en quatre étapes :
− l’arrivée de bactéries ou colonisateurs précoces à proximité de la surface (il s’agit principalement des espèces Actinomyces et Streptococci),
− l’adhésion initiale avec une phase d’adhésion réversible puis irréversible c’est-‐à-‐dire l’attachement grâce à des interactions spécifiques,
− et enfin la colonisation de cette première couche bactérienne par d’autres bactéries, les colonisateurs tardifs, jusqu’à la constitution d’un biofilm. (110)
Les colonisateurs précoces forment un environnement favorable à l’arrivée des colonisateurs tardifs dont la croissance dépend de conditions plus exigeantes. La multiplication de ces bactéries forme des colonies confluentes qui aboutissent à la formation d’un biofilm qui croit en épaisseur et en complexité avec le temps. (145)
Figure 22 : Schéma des étapes de la colonisation bactérienne dans la cavité buccal (issu de (145)).
Les bactéries paro-‐pathogènes : les espèces Porphyromonas, Prevotella, Capnocytophaga, Fusobactérium s’adsorbent aux colonisateurs précoces que sont les Streptococci, et sont en cause dans les parodontites et les péri-‐implantites. Ces pathogènes produisent des
endotoxines telles que des collagénases, des hyaluronidases, des chondroïtines sulfates qui
provoquent une réaction inflammatoire à l’origine d’une résorption osseuse et muqueuse
péri-‐implantaire.
La flore microbienne péri-‐implantaire est la même que celle retrouvée au niveau
parodontal (128), et peut conduire à un échec thérapeutique du fait de la résorption
tissulaire qu’une péri-‐implantite engendre.
Il a pu être montré que le titane est une surface qui permet la colonisation bactérienne telle
que l’émail, et n’a pas de propriété bactériostatique ou bactéricide. Il en est de même pour
les surfaces de zircone (114) et en alliage d’or. L’ordre d’adsorption des bactéries est le même que ce qu’on peut observer au niveau d’une surface dentaire (59). L’accumulation de
plaque est par contre très dépendante de la rugosité de la surface (110, 108). (cf. : chapitre 3.1.)
2.3.2 Concernant les piliers en titane et en or
L’étude menée in vivo par Vigolo et al. (157) n’a pas pu mettre en évidence de différence quant à la quantité de plaque bactérienne, à l’inflammation tissulaire, ou au saignement au sondage, au niveau de piliers personnalisés en titane et en alliage d’or.
Une étude publiée en 2007 dans le Dental Materials Journal menée par Hauser-‐Gerspach
(68), a pu comparer in vitro l’adhésion de Streptococcus sanguis à différents matériaux de restauration dentaire et à l’émail. Pour des rugosités similaires, on a pu noter une adhésion
bactérienne plus importante au niveau du titane, de la céramique (feldspathique) et d’un alliage d’or qu’au niveau de l’émail. Néanmoins, la vitalité bactérienne, qui est un critère
important de pathogénicité de la plaque bactérienne, est plus faible au contact des
matériaux de restauration qu’au contact de l’émail, c’est à dire qu’on y retrouve une
proportion de bactéries mortes plus importante.
Figure 23 : Nombre de bactéries Streptococcus Sanguis adhérentes par millimètre carré de matériau (a), Pourcentage de bactéries vitales au contact des différents matériaux (b) (issu de (68)).
On peut par ailleurs noter des quantités de bactéries adhérentes au titane et à l’or très
similaires. Les observations faites par Vigolo sont en accord avec ces résultats. Il avait
observé l’adhésion d’une même quantité de plaque au contact de piliers en titane et en or.
Il est important de considérer les différents alliages d’or qui existent. L’alliage utilisé dans l’étude précédente de Vigolo est un alliage d’or (Au, 45,0%) de palladium (Pd, 38,9%), d’argent (Ag, 5,0%) et d’indium (In, 8,6%) (Esteticor, Cendres & Métaux SA). Dans la seconde étude citée de Hauser-‐Gerspach, l’alliage utilisé est en alliage d’or (Au, 71,6%), de platinium
(Pt, 3,7%), d’argent (Ag, 12,7%), de cuivre (Cu, 10,8%), et de zinc (Zn, 1,1%) (Neocast 3,
Cendres & Métaux). Une étude récente (166) a pu mettre en évidence une colonisation bactérienne plus faible d’un alliage d’or et de platinium que du titane, de la zircone, de l’alumine et de l’hydroxyapatite, et donc, un intérêt pour la fabrication de piliers implantaires, si tant est que cet alliage puisse promouvoir l’adhésion cellulaire.
D’autres études s’avéreraient nécessaires sur ce sujet, mais la hausse du prix de l’or n’est pas en faveur du développement de piliers implantaires dans ce matériau.
ü L’adhésion bactérienne au contact du titane et de l’or est plus importante qu’au contact de l’émail, mais la vitalité bactérienne y est plus faible.
ü Il n’y a, a priori, pas de différence significative d’adhésion bactérienne sur le titane et l’or, mais il faudrait tenir compte de l’alliage d’or utilisé.
2.3.3 Concernant la zircone
Dans l’étude menée par Rimondini et al. (114), la comparaison de la formation de plaque in
vitro au contact du titane et de la zircone ayant des rugosités identiques (Ra = 0,18 µm et Ra
= 0,22 µm), et de la zircone polie, a permis d’observer une affinité variable des différentes
espèces pour chacun des matériaux. Streptococcus sanguis par exemple semble avoir une
affinité plus importante pour le titane que pour la zircone. L’observation de la formation de plaque in vivo a montré une plus faible colonisation bactérienne de la zircone comparée au
titane. Une plaque plus immature se forme au contact de la zircone : avec une
prédominance de bactéries sphériques et peu de bâtonnets.
Figure 24 : Images de microscopie électronique à balayage montrant des bactéries ayant colonisé une surface de zircone (Ra = 0,18 µm) : on observe une colonie de cocci (à gauche), et une surface en titane (Ra = 0,22 µm) : on observe des cocci et des
bâtonnets (issu de (114)).
De même, Scarano et al. (124) ont mené une étude in vivo sur la colonisation bactérienne
précoce (sur 24h) de surfaces en titane et en zircone ayant des rugosités similaires. À 24
heures, tandis que 19,3% ± 2,9 de la surface de titane était recouverte de bactéries, seulement 12,1% ± 1,96 de la surface de zircone l’était.
Une étude récente menée in vitro par Al-‐Radha et publiée en 2012 (8) a pu mettre en évidence une plus faible colonisation bactérienne de surfaces en zircone ou de surfaces de
titane recouvertes de particules de zircone par projection/sablage, que de surfaces en
titane polie, et ce pour des rugosités faibles (Ra<0,2µm). Le mordançage de la surface de titane recouverte de zircone enlève les particules de zircone, et la surface est autant voire
plus colonisée par les bactéries que la surface de titane poli. On peut conclure de cette étude que la zircone est moins sujette à la colonisation bactérienne que le titane, qu’il
s’agisse du matériau zircone ou du revêtement en zircone d’un autre matériau.
Figure 25 : Pourcentage de surface colonisée par Streptococcus mitis, avec ou sans revêtement par de la salive artificielle, en fonction du matériau. A : différence significative avec le titane poli ; B : différence très significative avec le titane poli.
(issu de (8)).
Par contre, in vivo à long terme (12 mois), après des observations cliniques et microbiologiques, il n’a pas pu être mis en évidence de différence qualitative ou
quantitative concernant l’accumulation de plaque supra-‐ et infra-‐gingivale au contact de
piliers en titane ou en zircone. (23, 99)
Pour le moment, on ne sait pas si la colonisation bactérienne précoce plus faible de la
zircone présente un quelconque bénéfice clinique. (99)
ü Un pilier en zircone serait moins sujet à la colonisation bactérienne précoce qu’un pilier en titane, mais aucun bénéfice clinique n’a pu être observé.
ü Limiter l’adhésion bactérienne au contact d’un pilier implantaire est un critère important pour limiter la prévalence de mucosites et de péri-‐implantites (70).