LA RESISTANCE A LA CORROSION DES BRACKETS ORTHODONTIQUES METALLIQUES AVEC ET SANS FLUOR

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UNIVERSITE MOHAMMED V - RABAT

FACULTE DE MEDECINE ET DE PHARMACIE

Centre d’études doctorales des Sciences de la vie et de la santé

SCIENCES ODONTOLOGIQUES

EQUIPE DE RECHERCHE EN BIOMATERIAUX ET BIOMARQUEURS SALIVAIRES ERBBS

THESE DE DOCTORAT

LA RESISTANCE A LA CORROSION DES BRACKETS

ORTHODONTIQUES METALLIQUES AVEC ET SANS FLUOR

Présentée et soutenue le 10 Juillet 2018

Par

Afaf HOUB-DINE JURY

Pr. Khalid EL BOUSSIRI Président

Professeur de l’Enseignement Supérieur,

Faculté de Médecine Dentaire, Université Hassan II, Casablanca

Pr. Fatima ZAOUI Directeur de thèse

Faculté de Médecine Dentaire, Université Mohammed V- Rabat.

Pr. Bouchaib AAZZAB Rapporteur

Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Hassan II, Casablanca

Pr. Mohammed Faouzi AZAROUAL Rapporteur

Pr. Loubna BAHIJE Rapporteur

Professeur Agrégé,

Pr. Hicham BENYAHIA Examinateur

Professeur Agrégé,

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Dédicaces

A mes deux princesses Lilia et Sofia,

A mon mari, mon compagnon de route,

A mes très chers parents,

A ma sœur et mon frère,

A toute ma famille et ma belle-famille,

A tous mes amis et collègues,

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Remerciements

Je tiens à remercier tous mes professeurs qui,

de par leur expérience, m’ont prodigué des conseils permettant

l’élaboration de ce travail, particulièrement

Mes vifs remerciements à mon directeur de thèse Mme le Pr ZAOUI

Fatima qui m’a guidé et conseillé tout au long de mon parcours de

doctorante. Je lui suis particulièrement reconnaissante de m’avoir

enseigné la rigueur scientifique et surtout de m’avoir encouragé à

surmonter les difficultés rencontrées dans le domaine de la recherche

pour mener à bien ce projet. Que ce travail, si modeste qu’il soit, puisse

être message de mes sentiments les plus respectueux et mes sincères

remerciements.

Je remercie également les membres de jury :

Mr le professeur Aazzab Bouchaib

Mr le professeur Azaroual Mohamed-Faouzi,

Mr le professeur El Boussiri Khalid,

Mme le professeur Bahije Loubna,

Mr le professeur Benyahia Hicham,

Pour avoir bien voulu consacrer leur temps précieux

pour juger ce travail, apporter leurs idées, me conseiller,

pour que ce travail réponde aux exigences de la communauté

scientifique, et enfin d'avoir accepté d'être présents lors de la

soutenance. Sans vous, ce travail n’aurait pas eu de valeur.

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LISTE DES FIGURES

Figure 1 : a : Photographies intra--‐buccales avant traitement, b : en cours et c : après Traitement orthodontique. (CCTD, Rabat)

Figure 2 : a : Bagues, b : Bracket conventionnel, c : bracket autoligaturant et d : Appareillage

orthodontique en bouche. (CCTD, Rabat)

Figure 3 : Etapes de formation du biofilm

Figure 4 : Accumulation de plaque chez un porteur d’appareillage orthodontique fixe non

coopérant (A) entrainant l’apparition des déminéralisations amélaires sur les faces vestibulaires des dents (B)

Figure 5 : Corrosion galvanique par polymétallisme (30)

Figure 6 : principe de la Corrosion par piqûre (TOUMELIN-CHEMLA, 1998)

Figure 7 : diagramme de flux pour l’identification des études incluses dans la revue

systématique

Figure 8 : Immersion des brackets dans l’eau distillée (A) puis brossage pendant 10s à l’aide

d’une brossette (B)

Figure 9 : le carré rouge indique la région prédéterminée d’étude par MEB

Figure 10 : Microscope éléctronique à balayage (FEI Quanta 450 FEG) (MASCIR-RABAT) Figure 11 : les images MEB des attaches SS à T0 montrant de multiples porosités

Figure 12 : Résultat de l’analyse chimique de surface des attaches SS à T0

Figure 13 : les images MEB des attaches Ti à T0 montrant la présence de grains de

différentes grosseurs

Figure 14 : Résultat de l’analyse chimique de surface des attaches Ti à T0 Figure 15 : Résultats de l’analyse des attaches SS du G3 (fluor 1500ppm) à T3

(A) Image MEB avec 1000 X d’amplification

(B) Résultat de l’analyse des éléments chimique de surface

Figure 16 : Résultats de l’analyse des attaches SS du G4 (chlorhexidine 0,004%) à T3

(A) Image MEB avec 1000 X d’amplification

(B) Résultat de l’analyse des éléments chimique de surface

Figure 17 : Composition chimique des attaches SS du G3 à T0 et T3 : diminution du taux de

Fe, Ni et Cr (p<0,05)

Figure 18 : Composition chimique des attaches SS du G4 à T0 et T3 : diminution du taux de

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7

Figure 19 : Image MEB avec 5000 X d’amplification des attaches Ti du G1 (fluor 1500ppm)

à T3

Figure 20 : Résultats de l’analyse chimique de surface des attaches Ti du G1 (fluor 1500ppm)

à T3

Figure 21 : Image MEB avec 5000 X d’amplification des attaches Ti du G2 (Chlorhexidine

0,004%) à T3

Figure 22 : Résultat de l’analyse des éléments chimique de surface des attaches Ti du G2

(Chlorhexidine 0,004%) à T3

Figure 23 : Composition chimique des attaches Ti du G1 à T0 et T3 : absence de changement

significatif (p>0,05)

Figure 24 : Composition chimique des attaches Ti du G2 à T0 et T3 : absence de changement

significatif (p>0,05)

Figure 25 : Images MEB des attaches Ti montrant une délamination du revêtement en surface

et exposition de l’alliage Ti sous-jacent

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau I : Composition des quatre grades de titane ″commercialement pur″ Tableau II : Critères d’inclusion et d’exclusion des études

Tableau III : revue bibliographique

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Introduction générale ... 13

CHAPITRE I Rappels sur le dispositif orthodontique et les alliages métalliques ... 16

I. 1. Appareillage orthodontique (Généralités) ... 17

I.2. Alliages des brackets orthodontiques ... 20

I.2.1. Alliage à base de fer ou acier inoxydable ... 20

I.2.2. Titane pur et alliage de TI6AL4V ... 21

CHAPITRE II Corrosion et Milieu buccal ... 23

II.1. Ecosystème buccal ... 24

II.1.1. Le biofilm dentaire ... 24

II.1.1.1. Définition ... 24

II.1.1.2. Formation du biofilm ... 25

II.1.1.3. Biofilm dentaire et orthodontie ... 26

II.1.2. La salive ... 27

II.1.2.1. Composition de la salive ... 27

II.1.2.2. Acidité du milieu salivaire (concentration en ions hydrogène) ... 28

II.1.3. Le fluor en orthodontie ... 28

II.2. Rappels sur la corrosion ... 30

II.2.1 Principes généraux ... 30

II.2.2. Les différentes formes de corrosion des alliages orthodontiques ... 30

II.2.2.1. La corrosion généralisée ... 30

II.2.2.2. La corrosion localisée ... 31

II.2.3. Effets des fluorures sur le titane et ses alliages ... 33

II.2.4. Effets biologiques de la corrosion ... 34

II.2.5. Méthodes d’évaluation de la corrosion ... 36

CHAPITRE III Revue systématique sur la corrosion des brackets en titane par le fluor ... 38

III.1 Introduction ... 39

III.2 Méthodes ... 40

(12)

12

III.4 Discussion ... 47

III.5 Conclusion : ... 48

CHAPITRE IV : Changements topographiques et chimiques des surfaces des brackets métalliques après utilisation en bouche ... 49

IV.1 Introduction ... 50

IV.2 Matériels et méthodes ... 51

IV.3 Résultats ... 55

IV.4 Discussion... 65

IV.5 Conclusion et recommandations : ... 68

Conclusion Générale et Recommandations ... 69

Bibliographie ... 72

Annexes ... 81

Publications... 84

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Thèse de Doctorat Nationale 13 Dr. Afaf HOUB-DINE

Introduction Générale

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Pendant le traitement orthodontique, l’orthodontiste est amené à utiliser plusieurs types de fils mais aussi des attaches ou des brackets orthodontiques qui sont formés d’alliages : acier inoxydable ou titane et présentant des propriétés physico-chimiques et mécaniques distinctes, et dont le choix dépend de plusieurs facteurs.

Par ailleurs, ces alliages orthodontiques sont placés dans le milieu buccal où ils subissent différents types de stress par l’immersion dans la salive, les changements de température et de pH, le fluor, les forces masticatoires et musculaires ainsi que la mécanique orthodontique (les frottements à l’interface arc-bracket). L’association de plusieurs types de matériaux dans un milieu particulièrement agressif peut aboutir à leur dégradation et leur corrosion.

Les études relatives au comportement électrochimique des brackets métalliques ont conclu une biodégradation significative pendant le traitement orthodontique avec éventuellement une friction accrue.

En effet, cette corrosion en milieu buccal peut créer des effets néfastes sur l’appareil orthodontique d’une part : en diminuant les propriétés mécaniques des attaches orthodontiques et en modifiant leur état de surface conduisant parfois à la fracture mécanique. D’autre part, la corrosion peut libérer des produits nocifs pour la santé comme le Nickel (Ni) : certains patients peuvent développer une hypersensibilité et présenter des réactions allergiques quand ils sont exposés à des alliages renfermant du Ni (brackets en acier inoxydable).

Ce constat a donné lieu à une loi européenne limitant l’utilisation du Ni dans les produits manufacturés qui entrent en contact avec la peau et d’autres tissus.

Afin de faire face à la demande croissante de ces produits sans Nickel, les brackets en titane (Ti) pourraient constituer une alternative aux brackets en acier inoxydable (SS).

Le Ti est biocompatible et très résistant à la corrosion dans la salive grâce à une fine couche oxydée stable (Ti0²) qui se forme instantanément à sa surface quand il est exposé à l’air. De plus, la performance des brackets en Ti s’est révélée équivalente à celle des brackets en SS en terme de glissement et de résistance au torque.

Néanmoins, des études in vitro ont montré que le fluor attaquait la couche protectrice du Ti (TiO2) provoquant sa corrosion.

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Pour comprendre ce phénomène, plusieurs études ont été faites, in vitro, en utilisant des salives artificielles simulant les conditions intra-buccales comme un milieu expérimental, pourtant, ces milieux semblent toujours incapables de recréer la réalité clinique.

Le présent travail vise à étudier in-vivo la résistance à la corrosion des attaches orthodontiques en acier inoxydable (SS) et en titane (Ti) après utilisation en bouche et l’impact du fluor sur cette corrosion de surface.

Pour répondre à ces objectifs, notre travail a traité les chapitres suivants : Après introduction et généralités sur le sujet, nous avons traité les études suivantes : revue systématique sur la corrosion des brackets en titane par le fluor, puis une étude in-vivo analysant les changements topographiques et chimiques de la surface des attaches acier inoxydable et titane après un séjour en bouche en présence des produits d’hygiène fluorés. L’analyse des brackets a été réalisée à l’aide du microscope électronique à balayage MEB et de la spectroscopie à énergie dispersive EDS.

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CHAPITRE I

Rappels sur le dispositif

orthodontique et les alliages

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I. 1. Appareillage orthodontique (Généralités)

L’Orthodontie est la partie de la médecine qui étudie la forme, la position et le

fonctionnement des dents et des arcades dentaires et qui les modifie pour assurer leur santé, embellir leur apparence et améliorer leurs fonctions (Barat et al 2007).

Elle se fait au moyen d'appareil fixe « multi-attaches » collé sur les dents pendant toute la durée du traitement (Fig.1). Il s’agit d’un dispositif orthodontique fixe développant des forces extrinsèques à l'aide d'arcs ou de ressorts adaptés sur des bagues ou des attaches fixées sur chaque dent. Ces dispositifs permettent d'effectuer des déplacements contrôlés dans les trois sens de l'espace, donc de déplacer les apex (Bassigny 1983).

Figure 1 : a : Photographies intra--‐buccales avant traitement, b : en cours et c : après Traitement orthodontique. (CCTD, Rabat)

Les dents sont amenées à la position voulue, en exerçant sur elles des forces pendant plusieurs mois, voire plusieurs années. Ces traitements se font par l’intermédiaire d’un dispositif orthodontique fixe composé de brackets, bagues, fils et d’autres accessoires (Fig.2).

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Thèse de Doctorat Nationale 18 Dr. Afaf HOUB-DINE Figure 2 : a : Bagues, b : Bracket conventionnel, c : bracket autoligaturant et d :

appareillage orthodontique en bouche. (CCTD,Rabat)

Ces appareillages multi-attaches, initialement conçu comme des bagues scellées sur toutes les dents, puis miniaturisées sous formes de tubes et brackets collés sur les faces externes (vestibulaires) des dents. Les tubes sont collés sur les molaires et les brackets sur toutes les autres dents à l'aide d’une colle orthodontique (composite ou verre-ionomère). Les brackets peuvent être en métal, en céramique, et même en composite. Les attaches orthodontiques peuvent être collées sur les faces internes des dents (faces linguales) pour devenir totalement invisible, on parle plutôt d’orthodontie linguale.

Dans ces brackets s'ajustent des arcs, soit continus -de molaire à molaire- soit segmentés. Ces fils sont fabriqués à l'aide soit d'un alliage à base d'acier inoxydable (Stainless Steel), soit d'alliages spéciaux (nickel-titane ou NiTi, en TMA…). Leur section peut être ronde, carrée, ou rectangulaire.

Ces arcs sont solidarisés aux brackets à l'aide de ligatures ou d'anneaux d'élastomère. (Bassigny & Canal, 1983). La ligature peut être individuelle métallique ou élastomérique ; comme on peut distinguer des ligatures intégrées, on parle dans ce cas de brackets autoligaturants (Fig.2c).

Les techniques multi-attaches impliquent également le port par le patient de dispositifs ou d’appareils auxiliaires : les forces extra-buccales sur bagues ; les tractions intermaxillaires à l'aide d'élastiques intrabuccaux ; les appareils linguaux ou palatins, actifs ou passifs, fixes ou amovibles et réglés par le praticien (Bassigny 1983).

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Classiquement, la base des brackets orthodontiques est faite avec un métal moins résistant que les ailetes (pour faciliter le débaguage) et ces deux métaux sont soudés l’un à l’autre en utilisant un troisième métal fondu dont le point de fusion est inférieur à celui des métaux à lier (Brasage). Le métal utilisé pour la brasure est composé habituellement d’or, d’argent et de

nickel (Au, Ag, Ni). La différence de potentiel d’oxydoréduction est donc assez importante

entre ces métaux (Darabara 2006).

Les manufacturiers ont essayé de minimiser ce problème en créant des brackets dont la composition métallique est uniforme partout, tant à la base qu’au niveau des ailes, par un processus de moulage par injection métallique (Metal Injection Molding : MIM). Ce procédé permet d’éliminer la corrosion au sein du bracket lui-même mais ne permet pas d’éliminer la corrosion liée à l’assemblage du fil dans le bracket qui suffit, en soi, pour faire apparaître en bouche un courant galvanique (Siargos et al. 2007 ; Zinelis S. 2005)

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I.2. Alliages des brackets orthodontiques

Un alliage est un mélange homogène de deux ou plusieurs métaux dans le but d'obtenir des propriétés mécaniques précises (Burdairon, 1990).

Les métaux sont rarement utilisés à l'état pur. Un alliage permet de combiner les propriétés des différents métaux qui sont mélangés. On peut donc créer des matériaux qui possèdent exactement les propriétés adaptées à des besoins très précis. On peut ainsi augmenter la dureté d'un métal et accroître sa résistance à l'usure tout en conservant une bonne malléabilité. On classe généralement les alliages en deux catégories : les alliages ferreux ou à base de fer (aciers inoxydables) et les alliages non ferreux. (Bernard et al. 1969)

Ainsi, pour accomplir notre étude qui est principalement expérimentale, il nous paraît utile de se référer aux donnés de la littérature et exposer les alliages à base de fer et les alliages à base de titane utilisés dans la fabrication des brackets orthodontiques conventionnels pour bien élucider les changements que ces échantillons ont subi en milieu buccal.

I.2.1. Alliage à base de fer ou acier inoxydable

Les aciers inoxydables sont fabriqués à partir d’un alliage du fer qui contient un minimum de 10,5% de chrome. Leur qualité inoxydable est obtenue par l’intermédiaire de la formation d’un film invisible et adhérent d'oxyde riche en chrome. (Eliades 2007)

Les aciers inoxydables sont classés en quatre grandes familles : ferritique, austénitique, martensitique et austéno-ferritique. Les aciers inoxydables principalement aciers austénitiques sont privilégiés pour les dispositifs orthodontiques (brackets, bagues, arcs orthodontiques) Les propriétés fortes de ces alliages sont leur dureté et leur ténacité élevée. Les aciers inoxydables médicaux (AISI 316L, AISI 303, ASTM F-55 et F-138) contiennent 17-20 % Cr, 13-15 % Ni, 2-3 % Mo, Fe (balance) et parfois des impuretés : barium, strontium, cobalt, plomb. De nouveaux aciers inoxydables austénitiques contiennent moins de nickel (Beaufils et al. 2016)

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C'est un alliage rigide (son module d'élasticité en traction E=160 à 200 GPa qui est proche du module d'élasticité en flexion) avec une limite d’élasticité en traction élevée (LE=1.30 à 1.89 GPa), une flexibilité moyenne (avec le rapport limite élastique/module d'élasticité LE/E=0.0081 à 0.01), une bonne malléabilité, une bonne résistance à la corrosion et un faible coefficient de friction (Cuinet et al. 2001).

I.2.2. Titane pur et alliage de TI6AL4V

 Titane pur

C’est un métal de transition léger, résistant, d’un aspect blanc métallique et qui résiste à la corrosion. Il est principalement utilisé dans les alliages légers et résistants. Il possède à la fois les qualités d’élasticité et de ductilité d’un métal à cœur et en surface l’inertie chimique d’un oxyde passivant. En d’autres termes, la résistance à la corrosion et la biocompatibilité sont comparables à celles de la céramique sans toutefois présenter son caractère fragile.

L’utilisation du ″Titane″ en médecine s’est d’abord portée vers la chirurgie orthopédique, puis

vers la chirurgie cardio-vasculaire. Depuis quelques années, le ″Titane″ est entré dans le

domaine odontologique. En orthodontie, il est utilisé pour la fabrication des brackets et la confection d’arcs en Nitinol à mémoire de forme.

Le Titane ″commercialement pur″ est en fait un alliage de Ti avec l’oxygène dans des concentrations définissant 4 degré de pureté (tableau 1) (Davarpanah, M. 2008)

Composition chimique (en % en poids)

O max. O min. C max. H max. Ti

Grade 1 0,12 0,05 0,06 0,013 Reste

Grade 2 0,18 0,05 0,06 0,013 Reste

Grade 3 0,25 0,05 0,06 0,013 Reste

Grade 4 0,35 0,05 0,06 0,013 Reste

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Les propriétés mécaniques du titane varient en fonction de la teneur en impuretés. L’augmentation du pourcentage en O2 entraine une diminution de l’allongement à la rupture, une augmentation de la résistance à la traction et de la limite élastique à 0,2%.

D’autres éléments (aluminium, vanadium, palladium, nickel ou cuivre) peuvent être ajoutés en quantité plus importante, réalisant un alliage de titane.

 L’alliage de TI6AL4V

Le Ti6Al4V (aussi appelé titane de grade 5) est un alliage qui contient 90 % de titane, 6 % d’aluminium, 4 % de vanadium et une fraction d’oxygène. L’aluminium augmente les propriétés mécaniques et diminue la densité, alors que le vanadium a tendance à améliorer la résistance à la corrosion. Le faible niveau d’interstice (espace entre les grains l’alliage) garantit une présence faible d’impuretés et d’inclusions comme l’oxygène (Lazaroo et al.2010).

Comme le titane pur, l’alliage de titane Ti6Al4V présente une excellente biocompatibilité et un module d’élasticité : 115 000 MPa.

La résistance du titane et de l’alliage de titane dépend de sa microstructure, qui est influencée par sa composition, son traitement thermique et l’usinage de la pièce métallique.

L’ajout de vanadium permet de stabiliser une phase de titane bêta au sein d’une phase titane alpha. Ce qui lui confère des propriétés supérieures au titane pur, mais augmente les coûts et la difficulté d’usinage (Iijima et al.2008)

Même si l’alliage de Ti6Al4V est majoritairement utilisé dans le monde de l’implantologie pour ses propriétés mécaniques supérieures à celles du titane pur, des réactions cytotoxiques tissulaires causées par le vanadium et l’aluminium ont été décrites (Thompson 1996)

Les brackets en titane (Orthos 2, Ormco) utilisés dans notre étude expérimentale consistaient en deux parties : les ailettes, fabriquées en alliage de Ti (TiAl6V4), et la base fabriquée avec du Ti pur de grade 2, réunies par soudure au laser. (Gioka et al 2004)

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CHAPITRE II

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II.1. Ecosystème buccal

Le milieu buccal peut se définir comme un environnement physico-chimique qui occupe et influence la cavité buccale en tant que compartiment. Ce dernier abrite des éléments de transit (air, aliment), des éléments constants (salive) et une flore plus ou moins spécifique.

On comprend que tous ces facteurs puissent interagir les uns sur les autres, et que les constituants fixes bordant ce compartiment (gencive, muqueuse, langue, dents, matériaux) soient sensibles aux fluctuations du milieu (Pellat 1993).

Le milieu buccal se caractérise par sa complexité. Il varie en fonction des sites anatomiques (dents, langue et muqueuses).

Des facteurs physiques tels que la température et l’humidité, qui varient à l’intérieur d’une même bouche, contribuent à faire de la cavité buccale un habitat extrêmement varié (Filoche et al. 2010).

A l’état sain, le milieu buccal présente des conditions physico-chimiques et nutritionnelles favorables à l’établissement d’une flore bactérienne abondante (1010 à 1011 bactéries /ml de salive) ; très hétérogène (bactéries gram positives, gram négatives, aérobies, anaérobies facultatives, anaérobies strictes….) et très polymorphe (cocci, bâtonnets, bacilles, fusobactéries, bactéries mobiles…). A l’état pathologique, ces bactéries peuvent « se transformer » en bactéries pathogènes opportunistes qui vont alors intervenir dans la pathogenèse de la maladie carieuse et parodontale.

II.1.1. Le biofilm dentaire

II.1.1.1. Définition

Les biofilms sont en général des structures complexes, avec une épaisseur non uniforme, constituées par des cellules, des microorganismes morts ou vivants, des substances polymériques extracellulaires et des produits organiques et inorganiques issus de leur activité biologique.

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II.1.1.2. Formation du biofilm

La formation du biofilm, suit différentes étapes (Fig.3) :

Figure 3 : Etapes de formation du biofilm (Heitz et al, 1996).

1. Conditionnement : des molécules organiques adhèrent à la surface propre du substrat modifiant ses caractéristiques initiales.

2. Adhésion : des micro-organismes adhèrent à la surface conditionnée.

3. Adaptation : les micro-organismes produisent des polymères extracellulaires pour attraper des nutriments dans la solution. Ces exopolymères fortifient l’adhésion des cellules au substrat.

4. Maturation : le biofilm commence à devenir plus épais grâce à la reproduction des microorganismes et à l'adhésion des autres cellules en suspension qui se joignent à la colonie.

5. Rupture : le biofilm atteint son épaisseur maximale pour laquelle des forces hydrodynamiques arrachent des morceaux de biofilm.

Le biofilm peut accumuler les substances issues de l’activité microbienne dans son sein. Parmi ces substances, il peut y avoir des acides aminés, des acides organiques, des enzymes, des sucres, des alcools, etc. Certaines de ces substances peuvent être à l'origine des problèmes de corrosion (Heitz et al, 1996).

Le biofilm offre des avantages aux microbes qui le forment. Il offre une protection contre les substances toxiques dans le milieu et contre la déshydratation, il peut stocker des nutriments et facilite l’interaction symbiotique entre différentes espèces de microorganismes. La composante cellulaire, majoritairement bactérienne, constitue la fraction principale du biofilm, le reste étant formé d’eau, de polysaccharides, de lipides et d’acides nucléiques (Lazarevic et al, 2010).

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II.1.1.3. Biofilm dentaire et orthodontie

Les attaches orthodontiques et les résines de collage favorisent la rétention de plaque au niveau des surfaces dentaires (Richard 1991 ; Ograad 2008). De ce fait, l’hygiène orale est rendue plus difficile ce qui peut engendrer un déséquilibre du processus de déminéralisation-reminéralisation, qui va conduire à l’apparition de zones de dissolution de l’émail (figure 4) ou white spots (Chang et al. 1997).

Plusieurs études (Chatterjee 1979 ; Scheie 1984) ont montré que le traitement orthodontique favorise un changement dans l’écologie buccale en faveur d’une augmentation des sites rétentifs aux streptocoques mutans et d’une diminution du pH. Tout ceci expliquerait l’incidence élevée de la carie chez les porteurs d’appareils orthodontiques par rapport aux non-appareillés (Zachrisson 1971).

Sheie et al. 1984 ont observé chez les porteurs d’appareillages orthodontiques un taux de

streptococcus mutans plus élevé dans la plaque ainsi que dans la salive, entraînant une

augmentation du risque carieux (Scheie et al. 1984). Ces bactéries, productrices d’acides lactiques en présence de carbohydrates fermentescibles, sont responsables de l’apparition des lésions carieuses. Le sucre donc joue un rôle important dans la transformation de cette plaque en plaque cariogène (Ograad 2008).

Kukleva et al. 2002 ont étudié l’influence de l’âge sur la prévalence de ces déminéralisations. Ils ont démontré que les préadolescents (8–11ans) présenteraient un risque plus important de développer les white spots dans les régions adjacentes aux brackets, certainement à cause de la résistance plus faible des tissus dentaires à la carie, et du manque de coopération rencontré

plus fréquemment chez cette tranche d’âge.Ainsi, on remarque que les bactéries du biofilm et

surtout celles qui sont cariogènes ont une bonne affinité pour le matériel orthodontique en y adhérant et provoquant ainsi des déminéralisations amélaires autour les brackets sans, pourtant, négliger le rôle déterminant du patient et sa coopération dans leur survenue.

Figure 4 : Accumulation de plaque chez un porteur d’appareillage orthodontique fixe non coopérant (A) entrainant l’apparition des déminéralisations amélaires sur les faces vestibulaires des dents (B)

B A

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II.1.2. La salive

La salive est un liquide acellulaire avec un pH compris entre 6,75 et 7,25 formée essentiellement de constituants organiques (protéines et glycoprotéines) et inorganiques : calcium, phosphate, bicarbonates et fluor (Marsh 2006).

II.1.2.1. Composition de la salive

La salive est une solution aqueuse normalement hypotonique contenant :

 Des ions Cl-, Na+, Ca2+, Mg2+, F-, phosphate inorganique (PO3-4/HPO42-/H2PO4-/H3PO4) selon le pH, le système hydrogénocarbonate HCO-3/H2CO3 acide carbonique ;

 Des protéines : enzymes (α-amylase), immunoglobulines et autres facteurs antimicrobiens (thiocyanate SCN-, peroxyde d’hydrogène H2O2), glycoprotéines muqueuses, albumine, polypeptides et oligopeptides ;

 Du glucose et des composés nitrés : ammonium NH+4/ (NH2)2 CO urée.

Ces composants interagissent et sont à l’origine des fonctions salivaires (goût, La protection et lubrification, dilution et nettoyage, capacité tampon et la participation au biofilm grâce à ses protéines riches en proline, cystatines, histatines, et l’agglutinine salivaire (Gendron et al, 2000).

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II.1.2.2. Acidité du milieu salivaire (concentration en ions hydrogène)

Le pH de la salive humaine est compris entre 6,2 et 7,6 (6,7 en moyenne). Au moment des repas le pH de la salive diminue ; une étude a montré que le pH salivaire descendait à 4 après ingestion de sucrose. Le pH de la plaque dentaire est de 6,7 (en moyenne) 2h à 2,5h après la prise alimentaire (carbohydrates), et s'élève à 7 ou 8 dans la plaque 8h à 12h après la consommation de carbohydrates.

Le pH des aliments et boissons que nous avalons varie de 2 à 10 (Mac 1990). La réduction post-prandiale du pH n'est que passagère grâce à l'effet tampon des composants de la salive et de la plaque dentaire. Cependant à chaque ingestion d'aliments ou de boisson ce phénomène se réitère, donc si des habitudes de grignotage sont prises le pH n'a pas toujours le temps de remonter entre les pics d'acidité, d'où un pH buccal acide en permanence et une susceptibilité à la carie accrue.

Arneberg et al. 1979 ont étudié la variation du pH de la plaque bactérienne en fonction des sites dentaires et ils ont noté que le taux le plus bas (jusqu’à 4) se situait au niveau des incisives supérieures ; ceci peut s’expliquer par le faible flux salivaire dans ces localisations, ce qui favoriserait une rétention prolongée des acides de la plaque.

Les métaux utilisés en odontologie sont donc soumis à des variations importantes de pH au cours de la journée. Plusieurs facteurs induisent la diminution du pH buccal : les boissons gazeuses, l'alcool, le grignotage excessif, l’ajout du citron à l’eau potable, la sécheresse buccale, le tabac (Li et Liu 2004), et les bactéries dites acidogènes, qui en présence de sucres fermentescibles, produisent de grandes quantités d’acide qui vont abaisser le pH jusqu’à des valeurs de pH inférieures à 4.

II.1.3. Le fluor en orthodontie

Les orthodontistes ont toujours été intransigeants par rapport au fait que durant un traitement orthodontique l’hygiène orale des patients doit être impeccable. Cela est crucial pour prévenir l’apparition de problèmes parodontaux et surtout de problèmes carieux.

La carie dentaire est une maladie bactérienne dont l’expression est notamment dépendante de la diète du patient. Il s’agit d’un processus actif biphasique (déminéralisation /reminéralisation) avec un seuil d’expression (pH critique) à point de départ externe (émail) et évoluant par étapes en fonction du temps (Lasfargues, 2004). La carie initiale de l’émail se traduit cliniquement par ce qu’on appelle en anglais White Spot Lesion (WSL)

(29)

demineralisation, c'est-à-dire une tache blanche et crayeuse sur l’émail qui est le signe d'une

carie débutante.

Ce processus peut progresser lentement vers l’irréversibilité des lésions, rester stable ou régresser en fonction des interventions prophylactiques.

Le contrôle du processus infectieux cariogène est surtout basé sur l’utilisation des fluorures et de la chlorexidine à 0,12% (Lasfargues, 2004).

Il existe plusieurs moyens d’utiliser le fluor lors d’un traitement orthodontique. Aujourd'hui, de nouvelles recommandations ont permis de clarifier son emploi et un consensus se dégage. L'usage régulier quotidien du fluor à faible dose sous forme topique apparaît comme la mesure prophylactique la plus efficace pour faire diminuer l'incidence de la maladie carieuse. Aussi, les recommandations sont-elles d'augmenter l'exposition au fluor topique chez les patients à risque carieux, en particulier avant et pendant un traitement d'orthopédie dentofaciale (Marinho et al. 2003). Sa présence dans l'environnement des dents limite la déminéralisation de l'émail par les acides bactériens et favorise la reminéralisation des lésions initiales grâce aux nombreuses interactions fluor-émail. Différentes voies d'application topiques peuvent être utilisées ; les applications individuelles réalisées par le patient comprennent les dentifrices, les solutions de rinçage ou les gommes à mâcher. Des applications professionnelles, gels, vernis fluorés ou pâtes prophylactiques peuvent aussi être utilisées.

L'utilisation individuelle biquotidienne d'un dentifrice à 1500 ppm et quotidienne d'une solution fluorée à 0,05 % constituent les recommandations actuelles pour les patients porteurs de dispositifs d'orthopédie dento-faciale (Benson PE. et al. 2004 ; Derks A. et al. 2004).

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II.2. Rappels sur la corrosion

II.2.1 Principes généraux

La corrosion est définie comme étant le processus d’interaction entre un matériau solide et son environnement chimique, qui provoque une perte de substance du matériau, un changement de ses caractéristiques, ou une perte de son intégrité structurale. Les caractéristiques qui déterminent les conditions de corrosion des matériaux dentaires sont des réactions d’oxydation et de réduction, et de passivation ou formation d’un film passif d’oxyde métallique à la surface du métal (Jacobs JJ. et al. 1998)

Il s’agit d’une corrosion électrochimique qui résulte de l’interaction physico-chimique entre un alliage métallique et le milieu. Le métal est thermodynamiquement instable est tend à passer de l’état solide vers une solution ionique avec une baisse d’énergie (Burdairon 1990). Le changement d’énergie se fait selon la nature du métal, l’état de surface, le nombre de phases, les couples galvaniques, la composition de l’électrolyte, le pH et la température. L’oxydation de la surface du métal permet la formation d’un film passif le protégeant. Mais dans certaines conditions il y a rupture locale avec reprise du processus (Pellat 1993).

Il existe différents types de corrosion des alliages dont l’effet le plus notable est la perte en poids du métal et l’altération des propriétés mécaniques. Pour les biomatériaux métalliques, la forme la plus commune est la corrosion aqueuse.

II.2.2. Les différentes formes de corrosion des alliages orthodontiques

II.2.2.1. La corrosion généralisée

 La corrosion uniforme

Elle se caractérise par une perte régulière, uniforme de métal depuis sa surface. C’est la forme de corrosion la plus courante. Le processus est initié par une interaction avec l’environnement, conduisant à des formations d’hydroxydes métalliques et de composés organométalliques (Szustakiewicz, B. et al. 2009)

Elle ne fait intervenir qu’un métal. La surface entière du métal sert à l’oxydation et à la réduction : il n’y a pas de distinction entre les zones anodiques et les zones cathodiques (Eliades T. 2002).

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 La corrosion galvanique

Elle se rencontre lorsque deux ou plusieurs métaux ou alliages différents (voir le même alliage, sujet à des traitements différents) sont en contact ou reliés électriquement dans un milieu corrosif aqueux (figure 5). La différence entre leurs potentiels de corrosion provoque un courant électronique entre eux (notion de couplage).

Figure 5 : Corrosion galvanique par polymétallisme (Toumelin-chemla F. 1998)

En général, il y a corrosion, de l’alliage le moins noble (qui devient l’anode), et réduction de l’alliage le plus noble (qui devient la cathode). Il est à noter que la différence de potentiel indique le sens de la réaction, mais ne donne aucune indication quant à son importance.

Cependant, le rapport des surfaces a un rôle : plus l’anode aura une surface réduite, plus la réaction de corrosion et donc de dissolution, sera importante (Szustakiewicz, B. et al. 2009)

II.2.2.2. La corrosion localisée

 La corrosion par piqures

La corrosion par piqûre se forme à la surface du métal. Elle s’amorce au niveau des défauts de surface (inclusions non métalliques, dislocations, joints de grains). Elle correspond à l’attaque locale d’une surface passive. Elle se manifeste par l’apparition de petites cavités alors que la surface reste intacte (figure 6). Les piqûres ainsi formées peuvent devenir très profondes et conduire jusqu’à la perforation du matériau. Elle survient souvent sur les métaux de base qui sont protégés contre la corrosion généralisée par la formation d’un mince film d’oxyde.

Sa fréquence et sa rapidité augmentent avec la concentration en ions chlorures du milieu (Rochaix C. 1996).

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Thèse de Doctorat Nationale 32 Dr. Afaf HOUB-DINE Figure 6 : principe de la corrosion par piqûre (Toumelin-Chemla F. 1998)

 La corrosion caverneuse

Ce type de corrosion siège entre deux surfaces fermées ou dans des zones très étroites. Dans ces zones, l’échange d’oxygène est impossible. Il en est de même dans les zones où il y a des solutions stagnantes. En premier lieu il y a une diminution du pH. La couche passive de l’alliage se dissout et le processus de corrosion s’accélère.

 La corrosion microbienne ou biocorrosion

Il s’agit d’une corrosion dans laquelle interviennent des organismes vivants. De même que dans l’eau de mer une corrosion supplémentaire due aux organismes vivants vient s’ajouter à celle due à l’eau saline, en bouche la flore bactériologique complique le problème de corrosion. Elle n’a été détectée en dentisterie que récemment. En effet l’attaque microbienne est dirigée contre la base du bracket et se développe essentiellement dans les zones non aérées.

La consommation de l’oxygène résultant de l’activité métabolique microbienne engendre une différence de potentiel entre les surfaces du métal faiblement aérées sous la colonie et plus aérées autour. Ce type d’agression met en cause les bactéries appartenant aux genres Pseudomonas, Flavobacterium, Aerobacter Gallionella. Elles seraient à l’origine de corrosion par piqûre ou «pitting».

La corrosion microbienne n’est pas une nouvelle forme de corrosion, mais résulte de la conjonction défavorable de trois facteurs : un milieu aqueux, un matériau choisi comme étant compatible avec les conditions d’exposition et des micro-organismes présents dans le milieu (Chantereau 1980).

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 La corrosion intergranulaire

Parfois les joints de grains sont le siège d’une corrosion localisée très importante. Ceci est dû soit à la présence d’impuretés dans le joint, soit à l’enrichissement ou à l’appauvrissement local de l’un des constituants.

 La corrosion par frottement

Ce type de corrosion se manifeste là où deux constituants métalliques sont en contact et en mouvement relatif l’un par rapport à l’autre. Ce mouvement peut être très faible, de l’ordre de quelques micromètres. (Eliades T. 2002)

 La corrosion sous contrainte mécanique

Elle est due à la fatigue du métal associée à un environnement corrosif. Ce sont les contraintes de tension qui sont dangereuses.

 La fragilisation par l’hydrogène

L’hydrogène peut réagir avec la surface d’un métal qui présente des liaisons insaturées disponibles sur ses couches atomiques périphériques.

La présence d’hydrogène dans un réseau métallique peut entraîner d’importantes détériorations du métal avec une très grande diminution de ses propriétés mécaniques.

 La corrosion par fatigue

Elle survient suite au fait que les contraintes appliquées ne sont pas statiques mais cycliques. Ceci survient principalement lors de l’alimentation.

Les formes de corrosion retrouvées sur les brackets orthodontiques sont : la corrosion uniforme, la corrosion par piqûres, la corrosion sous contrainte mécanique et la corrosion par fatigue.

II.2.3. Effets des fluorures sur le titane et ses alliages

Dans le domaine odontologique, de nombreux auteurs ont démontré que la faculté de résistance à la corrosion du titane pur ou allié pouvait être fortement compromise dans des milieux acides contenant des fluorures (Gal JY. et al 1996). De telles conditions ne sont pas retrouvées à l’état normal dans l’environnement buccal mais on utilise fréquemment, dans le cadre de la prophylaxie de la carie dentaire, des médications topiques fluorées à pH acide. En effet, les bains de bouche et gels à usage bucco-dentaire peuvent contenir entre 200 et 10000 ppm de fluorures, avec un pH allant de 3,5 à 7.

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L’acide fluorhydrique a un effet négatif sur le titane et ses alliages. Il détruit la couche d’oxyde protectrice à leur surface. La couche d’oxyde de titane réagit avec le fluor selon les réactions suivantes (Fragou S. 2010) :

NaF+CH3COOH HF+ CH3COONa

HF réagit avec la couche d’oxyde

TiO2 + 4HF TiF3 + 3 H2O

TiO2 + 2HF TiOF2 + H2O

II.2.4. Effets biologiques de la corrosion

Le dispositif orthodontique est destiné à rester en contact plus ou moins prolongé avec le milieu buccal, il doit donc être biocompatible et stable.

Le comportement en milieu buccal des biomatériaux utilisés en orthopédie dento-faciale repose sur un mécanisme à double sens : les effets du biomatériau sur le milieu (biocompatibilité) mais également les effets du milieu sur le biomatériau (biodégradation). La biocompatibilité inclut la résistance à la corrosion et la tolérance des tissus aux alliages utilisés. Elle correspond à l’aptitude d’un biomatériau à remplir pleinement la fonction pour laquelle il a été conçu, sans porter atteinte à la vitalité du milieu biologique dans lequel il est inséré.

La biodégradation est définie comme la dégradation des caractéristiques d’un biomatériau créée par l’environnement biologique dans lequel il fonctionne. Le biomatériau ne peut plus remplir sa fonction correctement et il peut même devenir dangereux (libération de produits de dégradation)

Le nickel est un produit presque toujours présent dans la constitution des différentes parties des appareils orthodontiques et peut, à une certaine dose, provoquer des troubles dans l’organisme. Ce composant retient particulièrement l’attention à cause de son potentiel allergisant (hypersensibilités, dermatites et asthme), toxique et même cancérigène.

Les effets in vivo à long terme de l’ensemble de ces matériaux ne sont pas encore exactement évalués et les interactions cellulaires et moléculaires de ces matériaux avec leur hôte sont mal connues (Bentahar Z. 2005).

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La sensibilisation au Ni suite à un traitement orthodontique est rare. Le patient sensibilisé au Nickel (Ni) ne présente pas plus de risque de développer une réaction allergique buccale lors d’un traitement orthodontique que celui non sensibilisé.

 Relargage d’ions métalliques et cytotoxicité

Le métal responsable de l’allergie est le Ni. Les brackets orthodontiques en acier inoxydable en contiennent. En effet, ces attaches contiennent le plus souvent moins de 15% de Ni alors que les arcs orthodontiques à base de Ni-Ti en contiennent jusqu’à 50%.

Ceci dit, l’acier inoxydable, renferme du chrome qui forme une pellicule d’oxydes de chrome à la surface de l’alliage et empêche sa corrosion. Il est probable que l’altération de cette pellicule par abrasion notamment s’accompagne de la libération du Ni.

Selon Darabara 2006, la cytotoxicité des biomatériaux utilisés en orthodontie a clairement été démontrée au cours de plusieurs études en évaluant les réponses cellulaires.

En bouche, les systèmes orthodontiques sont à l’origine d’un processus de corrosion avec le relargage d’ions métalliques à leur plus haut degré d’oxydation, comme les ions nickel (Ni2+) dont la cytotoxicité est connue au niveau des cellules.

Le nickel a une action antigène, carcinogène et mutagène. Ce métal cause plusieurs réponses cytotoxiques dont une diminution de l’activité de certaines enzymes, crée des interférences dans les voies de signalisation biochimiques, et a des actions de type carcinogène et mutagène (Pereira 1994).

Mais le mécanisme de carcinogenèse du nickel est controversé (Wexler 2005), car il semble varier selon la forme sous laquelle se présente le nickel. La plupart des auteurs ont montré que l’absorption par voie digestive de cet élément est le mode d’administration le moins toxique. Tomakidi et al. 2000, ont pourtant montré que le nickel libéré par des matériaux orthodontiques induisait seulement une faible réaction cytotoxique et ne produisait pas de dommages au niveau de l’ADN (acide désoxyribonucléique) de kératynocytes humains.

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 Les réactions allergiques aux alliages dentaires

La biocompatibilité du nickel, responsable de réactions allergiques est toujours d'actualité. La directive européenne de juin 1994 (Directive 94/27/CE) limitant le taux de nickel dans les alliages ne concerne que « les produits destinés à entrer en contact prolongé avec la peau ». Paradoxalement les appareils destinés à rester dans le corps humain ou se trouvant en contact avec la cavité buccale ne sont pas concernés, cette situation soulève de nombreuses questions (Hildebrand et al.1989).

II.2.5. Méthodes d’évaluation de la corrosion

L'évaluation de la corrosion (phénomène lent et complexe) et de ses tendances se fait souvent à l'aide de techniques de simulation, modélisation en laboratoire, notamment à l'aide de salives artificielles en ce qui concerne le milieu buccal. Les essais de corrosion d'alliages dentaires réalisés in vivo restent rares.

L'étude de la corrosion fait appel à de nombreuses techniques. On distinguera :

- les méthodes qualitatives, permettant de comprendre, interpréter, prévoir le

comportement d'un matériau dans des conditions données, ou encore comparer le comportement de différents matériaux (ex : examen de surface) ;

- les méthodes quantitatives, mesurant, directement ou indirectement, le degré effectif

de dégradation du matériau testé dans des conditions données (ex : méthodes gravimétriques, spectroscopie, mesure du courant et de la vitesse de corrosion).

Dans notre étude expérimentale, nous avons utilisé la microscopie électronique à balayage couplée à une Analyse en fluorescence X en dispersion d’énergie (EDS).

Le microscope électronique à balayage (MEB) est utilisé pour étudier l’aspect morphologique des matériaux, ou pour la caractérisation et l’analyse de surface avec une profondeur de champ beaucoup plus importante qu’en microscopie optique. Cette technique est basée sur l’interaction entre la matière et un faisceau d’électrons qui conduit à des émissions diverses (électrons secondaires, électrons rétrodiffusés, rayons X, …) (Cornet A. et al. 2Le MEB est actuellement la technique la plus utilisée en matière de topographie à l’échelle microscopique. Son avantage considérable par rapport à des microscopes optiques, par exemple, réside dans le fait que l’image ne souffre pas d’une profondeur de champ limitée.

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Le principe de la microscopie électronique à balayage consiste à balayer la surface d’un échantillon par un faisceau d’électron finement localisé pour en collecter, par détecteurs respectifs, les électrons secondaires et les électrons rétrodiffusés.

Le matériau analysé doit être conducteur afin d’éviter des phénomènes de charges dus aux électrons : la métallisation peut s’effectuer par exemple au carbone ou encore à l’or.

En électrons secondaires, on observe la morphologie de surface (répartition et reliefs) avec une profondeur de champ beaucoup plus importante qu’en microscopie optique. En électrons rétrodiffusés, on observe soit la répartition des différentes phases selon leur numéro atomique, soit les reliefs avec un contraste renforcé.

La microscopie électronique à balayage est souvent couplée à une Analyse en fluorescence X en dispersion d’énergie (EDS). L’impact des électrons produit un spectre d’émission X caractéristique. Ce spectre permet la détermination de la nature et de la concentration semi quantitative des éléments présents. Les analyses sont possibles sur de petits ou grands échantillons à condition qu’ils puissent être placés dans l’enceinte de MEB. Ils peuvent être massifs ou minces supportant le vide et les faisceaux d’électrons. Le faisceau pénètre environ 1μm de profondeur.

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CHAPITRE

III

Revue systématique

sur la corrosion des brackets

en titane par le fluor

(39)

III.1 Introduction

Les brackets en acier inoxydable (SS) contiennent du nickel (Ni), ce dernier est reconnu comme potentiellement allergisant et capable de provoquer une réaction d'hypersensibilité de type IV caractérisée principalement par l’hypertrophie gingivale, la chéilite angulaire et la desquamation labiale (Panzzini 2009 ; Panzzini et al. 2010 ; Burden 1991).

Une revue systématique concernant les réactions allergiques en présence des brackets Ni-Free (Panzzini 2011) a montré des preuves en faveur de l'utilisation de ces brackets sans nickel (teneur en Ni- 2% maximum) chez les patients allergiques à cet élément chimique.

Afin de faire face à la demande croissante de ces produits sans Nickel, les brackets en titane (Ti) ont constitué une alternative aux brackets SS.

Le Ti est biocompatible et très résistant à la corrosion dans la salive grâce à une fine couche oxydée stable (Ti0²) qui se forme instantanément à sa surface quand il est exposé à l’air (Elagli K. et al. 1994 ; Chen G. et al. 1998 ; Grosgogeat B. et al. 2004 ; Krupa D. et al. 2004) De plus, la performance des brackets en Ti s’est révélée équivalente à celle des brackets en SS en terme de glissement et de résistance au torque, les rendant cliniquement comparables aux brackets SS (Whitley JQ et al. 2007 ; Kapur R et al. 1999 ; Kapur R et al. 1999 ; Kusy RP et al. 1998 ; Kusy RP et al. 2000).

Néanmoins, des études in vitro ont montré que le fluor concentré attaquait la couche protectrice du Ti (TiO2) provoquant sa corrosion (Reclaru L. 1998 ; Walker M. 2005).

Ce qui nous a amené à se poser plusieurs questions :

- Est-ce que le fluor utilisé pour la prévention carieuse chez les porteurs d’appareillage orthodontique attaque les brackets en titane ?

- Quels sont les produits fluorés et les concentrations impactant sur la corrosion des brackets en titane ?

- Existe-il d’autres facteurs induisant la corrosion des brackets en titane ?

L’objectif de cette étude est de préciser l’effet du fluor topique sur la résistance à la corrosion des brackets en titane. Pour cela nous avons effectué une analyse systématique de la littérature scientifique des facteurs intervenant dans la corrosion des brackets en titane en particulier le fluor topique utilisé pour ses propriétés anti-carieuses.

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III.2 Méthodes

Une recherche bibliographique a identifié toutes les études pertinentes, l’identité des auteurs et leurs institutions.

Les bases de données électroniques suivantes ont été consultées : MEDLINE, SCIENCEDIRECT et COCHRANE LIBRARY.

Les mots clés utilisés étaient : Titanium brackets, corrosion, fluoride

Les critères d’inclusion et d’exclusion des études sont représentés dans le tableau II :

Tableau II : Critères d’inclusion et d’exclusion des études

Un total de 459 études a été trouvé lors d’une première recherche. Ce chiffre a été réduit à 445 études non répétées ensuite 13 études ont été considérées comme potentiellement pertinentes à la revue, après la lecture du texte intégral, 5 ont rempli les critères d’inclusion.

La construction d’un diagramme de flux ou flow chart (figure 7), permet d’illustrer le processus de recherche et de sélection des articles.

Etudes inclues dans notre revue systématique Etudes exclues de notre revue systématique

Etudes comparant la corrosion des brackets en Ti à d’autres types de brackets métalliques en présence des produits de fluoration topique

Etudes réalisées sur des implants ou des plaques en titane

Etudes s’intéressant à la friction entre l’arc et les brackets

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Thèse de Doctorat Nationale 41 Dr. Afaf HOUB-DINE Figure 7 : Diagramme de flux pour l’identification des études incluses dans la revue systématique

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III.3

Résultats

Les résultats ont été colligés dans le tableau III : les 5 articles sont des études originales

R és u lt at s -L es b rac k et s on t ét é d ép os és ap rè s 7, 5 a` 17 m oi s et com p ar és le s u n s av ec le s au tr es a` l ’ai d e d e la M E B , q u i a r évé lé l a p ré se n ce d e p iq û rat ion et d e cr evas se s d u es à la co rr os ion d an s se u le m en t 3 d es 165 b rac k et s en T i te st és . C ep en d an t, l es ch an ge m en ts su p er fi ci el s ét ai en t tr ès m in eu rs , re com m an d an t l’ u ti li sat ion en tou te sé cu ri té d es b rac k et s en ti tan e ju sq u ’ à 18 m oi s d e tr ai te m en t. -l ’as soc iat ion d u d en ti fr ic e fl u or é ac id if ié et d u fl u or d e con som m at io n (t h é) n e p rovoq u e p as d e cor ros ion d es b rac k et s T i. -L es e xp ér im en tat ion s in vi tr o on t tr ou vé u n n ive au d e cor ros ion s ign if ic a ti ve O b je ct if s d es é tu d es E tude i n vi vo com pa ra nt à l ’a ide du M E B e t M . opt ique l ’é ta t de s ur fa ce de s br ac ke ts T i et S S c he z 18 pa ti ent s qui s e br os sa ie nt l e s de nt s ave c u n de nt if ri ce fl uor é ac idi fi é (pH = 3 ,2 ) pe nda nt 3m in 2 foi s/ j. C h ez c es pa ti ent s, de s at ta che s en T i ont é té c ol lé e s sur l e qua dr ant ga uc he de s ar ca de s inf ér ie ur e et s upé ri eur e et de s at ta che s en S S s ur l es qua dr ant s dr o it s. L es pa ti ent s te na ie nt un jour na l di ét ét ique , not ant tous le s al im ent s cont ena nt du fl uor , not am m ent l e thé . Etude i n vi tr o ana lys ant pa r M E B l a cor ros ion de : _ 5 br ac ke ts T i a pr ès c ont ac t av ec l e ge l fl uor é pdt 170 m in ut es  12 br ac ke ts T i et 12 br ac ke ts S S A pr ès im m er si on da ns l e th é ve rt e t le t hé noi r ave c une te m pé ra tur e ent re 50° C et 55°C pdt 14 j A rt ic le s 1. H ar ze r W , S chr öt er A , G edr ange T , M us cht er F . S ens it ivi ty of T it ani um B ra cke ts to the C or ros ive Inf lue nc e of F luor ide -C ont ai ni ng T oot hpa st e and T ea . A ngl e O rt hod 2001; 71 ,( 4 ): 318 -23.

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Thèse de Doctorat Nationale 43 Dr. Afaf HOUB-DINE R és u lt at s - D ans l es s ol ut ion s ba ins de bou che E lm ex et A coc er a, l es pr opr ié té s él ec tr oc hi m ique s de s br ac ke ts T i ét ai ent pr at ique m ent l es m êm es que c eux obs er vé s da ns l a s ol ut ion de ré fé re nc e ( F us aya m a M eye r) - pa r cont re da ns l e M er idol ( 125ppm du st annou s fl uor ide ) la ré si st anc e à la c or ros ion de s br ac ke ts T i a di m in ué de f aç on si gni fi ca ti ve ave c une de st ruc ti on de la couc he de pa ss iva ti on :  L e cour ant d'oxyda ti on de s br ac ke ts T i à 500 m V da ns ce tt e sol ut ion ét ai t le pl us é le v é de t ou s le s m at é ri aux te st é.  L a cour be de pol ar is at ion a di m inué apr ès 10H indi qua nt un ri sque de c or ros ion de s br ac ke ts T i d ans l e M er idol -A coc er a es t la sol ut ion ba in de bouc he fl uor é la m oi ns agr es si ve pour l es br ac ke ts T i O b je ct if s d es é tu d es E tude in vi tr o com pa ra nt à l’ ai de du M E B et l’ ana lys e él ec tr o -c hi m ique la ré si st anc e à l a cor ros ion de s br ac k et s T i, S S e t C oC r pa r ra ppor t au pl at inum (P t) da ns 4 sol ut ions di ff ér ent es : une sa li ve a rt if ic ie ll e et 3 ba ins de bouc he fl uor és :  E lm ex : pH = 4 ,3; am ine fl uor ide ol af luor ( 100ppm ) et f luor ur es de sodi um ( 150ppm )  M er idol : pH = 4, 2; a m ine f luor ide ol af luor (125ppm ) et st annous fl uor ide ( 125ppm )  A cor ea : pH = 4, 5; m onof luor ophos pha te de s odi um (65, 9ppm ) A rt ic le s 2. S chi ff N ., D al ar d F ., L is sa c M ., M or gon L ., G ros goge at B C or ros ion re si st anc e of t hr ee or thodont ic br ac ke ts : a com pa ra ti ve s tudy of t hr ee f luor ide m out hw as he s. E ur ope an Jour na l of O rt hodont ic s 27 (2005) 541 – 549 .

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Thèse de Doctorat Nationale 44 Dr. Afaf HOUB-DINE R és u lt at s - l’ ac ide fl uor hydr ique H F fo rm é da ns la so lut ion d’ ac ide de N aF indui t une cor ros ion de sur fa ce de s br ac ke ts T i. D ans une fa ibl e conc ent ra ti on (11 ppm ), l'e ff et de l ’H F é ta it s im il ai re à c el ui de l 'e au di st il lé e. A for te conc ent ra ti on (103 ppm ), la co rr os io n es t im por ta nt e. - D ans l a sol ut ion N aF a cé ti que à pH 3, 5, l es br ac ke ts O R ( al li age s d e T i) é ta ie nt t el le m ent c or rodé es q ue c e n'é ta it pa s pos si bl e de m es ur er l a du re té de vi cke rs . C epe nda nt da n s le s aut re s sol ut ions d’ es sa i, une ré duc ti on de l ’i ndi ce de dur et é a ét é obs er vé e. A v ec l es br ac ke ts O R , de ux indi ce s de dur et é di ff ér ent s ont é té obt enue s: 145. 8 -147. 8 H V au ni ve au de la B as e de s br ac ke ts e t 340, 5 -342 ,1 H V a u ni ve au de s ai le tt es . - L a li bé ra ti on de s ions n'a é té s igni fi ca ti ve que da ns l’ ac ide N aF de pH 3, 5. C epe nda nt , pour l es br ac ke ts O R à ba se d’ al li age de T i le s qua nt it és l ibé ré s d' A l (6, 11 ± 0, 93 ppm ) et de V ( 1 ,16 ± 0, 40 P pm ) ét ai ent f ai bl es . L es br ac ke ts O R l ibè re nt un pe u pl us d’ ions T i q ue l es br ac ke ts E Q D ans l es a ut re s sol ut ions d’ es sa i, l a li bé ra ti on de s ions ét ai t né gl ige abl e. - l'ut il is at ion de s br ac ke ts à ba se de T i ne s em bl ai ent pa s sûr s s’ il s sont ut il is és a ve c de s pr odui ts qui c ont ie nne nt une for te conc ent ra ti on de fl uor pe nda nt une longue pé ri ode de t em ps da ns de s condi ti ons a ci de s. O b je ct if s d es é tu d es E tude i n v it ro é va lua nt l ’e ff et de s sol u ti ons d’ ac ide de f luor ur es de s odi um N aF s ur l e s br ac ke ts e n t it ane pur ( E qui li br ium *) e t le s br ac ke ts en al li age s de ti ta ne T i-6A l-4V (O rt hos 2*) pa r ana lys e :  de s cha nge m ent s de l a m ic rodur et é  l’ ét at de s ur fa ce à l ’a ide du M E B  de s ions l ibé ré s pa r ce s br ac ke ts da n s l’ ac ide f luor hyd ri que f o rm é. L es 5 sol ut ions d’ es sa i sont :  E au di st il lé e  S ol ut ion N aF ac ét ique à 0, 1% pH = 3, 5 (103 ppm )  S ol ut ion N aF a cé ti que à 0 ,1, pH = 6 (11 ppm )  S ol ut ion : a ci de a cé ti que , pH = 3, 5  S ol ut ion : a ci de a cé ti que , pH = 6 L es br ac ke ts t es té s ont é té i m m er gé s da ns 5 m l de c ha que s ol ut ion d’ es sa i pe nda nt t roi s jour s. A pr ès l'i m m er si on, le s br ac ke ts ont ét é ne tt oyé s ave c de l'e au cour ant e pui s sé ché s et a na lys é s. A rt ic le s 3. E un -H ee K A N G , S oo -B yung P A R K , H yung -I l K IM a nd Y ong H oon K W O N C or ros ion -re la te d C ha nge s on T i-ba se d O rt hodont ic B ra cke ts i n A ce ti c N aF S ol ut ions : S ur fa ce M or phol ogy, M ic roha rdne ss , and E le m ent R el ea se D ent al M at er ia ls Jour na l 2008; 27( 4) : 555 － 560