L’adhésion  bactérienne

3.1.3 L’adhésion  bactérienne    

L’énergie   libre   de   surface,   joue   un   rôle   en   favorisant   l’adsorption   protéique   mais   concrètement  cela  ne  se  traduirait  pas  par  une  augmentation  significative  de  la  quantité  

de  plaque  formée  selon  certains  auteurs.  L’énergie  libre  de  surface  ne  jouerait  un  rôle  que  

moindre  par  rapport  au  facteur  rugosité.  D’autres  auteurs  par  ailleurs  tel  que  Al-­‐Radha  ont   pu  observer  une  influence  de  l’énergie  libre  de  surface.  Dans  son  étude    il  explique  la  plus  

faible  colonisation  bactérienne  de  la  zircone  ou  du  titane  revêtu  de  zircone  par  une  énergie   libre  de  surface  plus  faible  que  celle  du  titane  poli  (8).  

L’influence   de   l’énergie   libre   de   surface   est   plus   ou   moins   importante   en   fonction   des   bactéries  étudiées.  Il  a  pu  être  montré  que  l’adhésion  bactérienne  initiale  est  favorisée  si  

les  bactéries  et  la  surface  ont  les  mêmes  propriétés  en  terme  d’hydrophobicité.  La  plupart  

des  bactéries  ont  un  comportement  plutôt  hydrophile.  (147)  

Par  ailleurs,  il  a  été  montré  au  travers  d’une  étude  de  Quirynen  qu’une   surface   rugueuse  

accumule  plus  de  vingt-­‐cinq  fois  plus  de  plaque  en  infra-­‐gingival  qu’une  surface  lisse  (109),   d’autant  plus  qu’une  surface  rugueuse  est  plus  difficile  à  nettoyer.  Les  bactéries  résiduelles  

Dans   l’étude   de   Elter  (50)   menée   in   vivo,   alors   que   la   corrélation   entre   rugosité   et  

accumulation  de  plaque  supra-­‐gingivale  est  claire,  elle  l’est  moins  concernant  la  plaque  en   infra-­‐gingival.   En   effet,   différents   traitements   de   surface   sont   effectués   sur   chacun   des  

piliers  (mordançage,  grattage  avec  une  fraise  diamantée,  sablage),  qui  sont  ensuite  mis  en   place  pendant  14  jours  chez  des  patients  volontaires  avant  observation  au  microscope.  La  

corrélation   entre   augmentation   de   la   rugosité   et   la   quantité   de   plaque   accumulée   est   nette,  mais  il  n’y  a  pas  de  différence  significative  quant  à  la  quantité  de  bactéries  en  infra-­‐ gingival.   En   effet   l’adhésion   cellulaire,   malgré   les   différences   de   rugosité,   a   permis   la  

formation  un  manchon  muqueux  résistant  à  la  pénétration  bactérienne,  probablement  aidé   par  la  réponse  immunitaire  de  l’hôte.    

Figure  30  :  Pourcentage  de  surface  colonisée  pas  des  bactéries  pour  les  différentes  surfaces  de  titane  :  sablée   («  Sanblasted  »),  grattée  («  ground  »),  mordançée  («  acid-­‐etched  »),  et  une  surface  test  en  titane  n’ayant  subi  aucun  

traitement  («  control  »)    (issu  de  (50)).  

 Augmenter  la  rugosité  d’une  surface  correspond  à  augmenter  la  surface  disponible  pour  

l’adhésion  et  la  colonisation  bactérienne  d’un  facteur  2  à  3.      

C’est  au-­‐delà  de  la  rugosité  seuil  de  Ra≈0,2  µm  que  l’on  peut  observer  une  augmentation  

de  la  colonisation  bactérienne.  (108,  110,  147,  108,  23,  109)    

Certains  auteurs  se  sont  penchés  sur  la  question  pour  savoir  si  l’utilisation  de  surfaces  plus   ou   moins   rugueuses   entraîne,   à   court   ou   long   terme,   des   réactions   tissulaires   de   type  

publiée   en   2012,   dans   le   but   d’évaluer   les   différences   immunohistochimiques   au   sein   des   tissus  mous  au  contact  de  piliers  en  titane  usinés  (Ra  =  0,05µm)  ou  mordancés  à  l’acide  (Ra  =   0,8µm).   Ils   n’ont   pas   pu   montrer   de   corrélation   entre   la   rugosité   et   la   réponse  

inflammatoire   précoce.   Néanmoins,   à   plus   long   terme   (6   mois),   c’est   au   contact   de   la  

surface  mordancée  que  l’on  a  le  plus  de  signes  d’inflammation  et  de  processus  cicatriciels,  

manifestement  liés  à  une  charge  bactérienne  plus  importante  :    

− un  infiltrat  inflammatoire  plus  important  (lymphocytes  B,  T),    

− une   densité   capillaire   plus   importante   et   une   expression   du   facteur   de   croissance   endothélial  (VEGF),  

− un   taux   plus   important   de   médiateurs   liés   à   la   présence   bactérienne   (Ki-­‐67,   NOS1,   NOS3).  

L’effet   de   la   diminution   de   la   rugosité   à   des   valeurs   inférieures   à   la   rugosité   seuil   de       Ra≈0,2  µm  a  été  étudié  par  différents  auteurs.  En  1996,  Bollen  et  al.  (23)  ont  étudié  in  vivo  

sur   l’homme   l’effet   de   l’utilisation   de   surfaces   dont   la   rugosité   était   Ra=   0,2   µm   et                               Ra=   0,06   µm.   A   3   mois,   il   a   pu   être   détecté   en   infra-­‐gingival   des   bactéries   de   type  

spirochètes   et   des   micro-­‐organismes   mobiles   uniquement   au   contact   du   titane   le   plus  

rugueux.  Mais  à  12  mois,  aucune  différence  n’a  été  mise  en  évidence  quant  à  la  quantité  ou  

aux   types   de   bactéries   retrouvées   et   notamment   quant   à   la   quantité   de   bactéries  

potentiellement  pathogènes  à  savoir  Prevotella  intermedia  et  Fusobactérium  nucleatum.  Par  

ailleurs,   il   a   été   observé   au   cours   de   cette   étude,   une   augmentation   de   la   profondeur  

sulculaire   au   sondage   au   niveau   de   la   surface   la   plus   lisse   et   une   augmentation   du   saignement  au  sondage.  Ceci  est  en  accord  avec  les  résultats  obtenus  concernant  l’adhésion  

cellulaire  en  fonction  de  la  rugosité  de  surface.  

Dans  une  étude  de  1996,  Quirynen  et  al.  (108)  ont  utilisé  des  piliers  en  titane  plus  (Ra=  0,21   µm)   ou   moins   lisse   (Ra=   0,05   µm).   Ils   ont   mis   en   évidence   que   malgré   la   présence   de   quelques  spirochètes  retrouvés  à  3  mois  au  niveau  des  piliers  les  plus  rugueux,  il  n’y  a  pas  de  

différence  significative  en  terme  de  quantité  et  de  composition  de  la  flore  infra-­‐gingivale   avec  des  piliers  dont  la  rugosité  est  inférieure  à  la  rugosité  seuil  de  Ra=  0,2  µm.  

Il   a   été   montré   que   c’est   dans   les   phases   initiales   de   la   colonisation   bactérienne   que   la  

rugosité   joue   un   rôle   fondamental.   Au   moment   de   l’arrivée   des   premières   bactéries   à  

proximité   d’une   surface   (≈   50   nm),   les   forces   attractives   de   Van   der   Waals   ainsi   que   les  

forces  répulsives  électrostatiques  s’additionnent  et  il  en  résulte  une  adhésion  réversible  des  

bactéries   à   la   surface.   Cette   adhésion   peut   être   plus   ou   moins   forte   en   fonction   des   interactions   qui   s’établissent   entre   la   bactérie   et   la   surface   (interactions   au   moyen   de   filaments   extracellulaires   ou   interactions   plus   fortes   type   covalentes,   liaison   hydrogène).   C’est   seulement   ensuite   qu’elles   adhèrent   irréversiblement   à   la   surface   au   moyen   de  

récepteurs   membranaires   si   elles   le   peuvent,   et   si   elles   ne   sont   pas   décollées   par   le  

nettoyage.    

La  rugosité  d’une  surface  va  permettre,  par  ses  pics  et  ses  creux,  de  créer  des  «  abris  »  qui   protègent   les   bactéries   des   forces   tendant   à   les   décoller.   Elles   ont   plus   de   chance   de   mettre  en  place  leurs  moyens  d’adhésion  irréversible.    

Une  surface  dont  la  rugosité  est  inférieure  à  la  rugosité  seuil  de  Ra=  0,2  µm  ne  possède  pas   une  topographie  de  surface  formant  un  abri  protecteur  pour  les  bactéries.  Les  différents   moyens   de   nettoyage   de   ces   surfaces   (sécrétion   de   fluide   gingivale,   brossage   …   )   seront   plus  efficaces.  (110,  147,  108)  

ü Au  dessus  de  la  rugosité  seuil  Ra≈0,2  µm  l’adhésion  bactérienne  augmente  avec  la  

rugosité.  Les  aspérités  de  surface  forment  un  abri  aux  bactéries  leur  laissant  plus  de   chance  d’adhérer  irréversiblement  au  substrat.  

ü En   dessous   de   cette   rugosité   seuil   l’adhésion   bactérienne   n’est   plus   corrélée   à   la  

rugosité.   Mais   la   moins   bonne   adhésion   conjonctive   aux   surfaces   trop   lisses   est   à