Résumé
Les implants dentaires sont souvent faits d’alliages de titane. La thérapie implantaire promet actuellement un bon résultat à long terme sans impact sur la santé; cependant, son succès dépend de nombreux facteurs. Dans cet article, les auteurs se concentrent sur les facteurs de risque les plus courants associés aux implants chirurgicaux métalliques. L’hypersensibilité induite par le titane peut entraîner des symptômes de rejet de l’implant., La corrosion et la formation de biofilm sont des situations supplémentaires dans lesquelles ces symptômes peuvent survenir. À des fins médicales, il est important de définir et de discuter les caractéristiques des métaux utilisés dans les dispositifs implantables et d’assurer leur biocompatibilité. Pour éviter les réactions d’hypersensibilité aux implants dentaires métalliques, des principes de précaution pour la prévention primaire doivent être établis.
1. Introduction
La dentisterie est une branche de la médecine en constante évolution qui est considérablement affectée par les développements technologiques., L’objectif de la dentisterie implantaire moderne est de restaurer la fonction physiologique, le confort, l’esthétique, la parole et la santé des personnes qui ont des dents manquantes. La perte de dents est principalement causée par la carie, par un traitement de canal échoué, par une perte inflammatoire du tissu parodontal ou par une fracture . Dans le passé, la perte d’une seule dent était généralement traitée avec une prothèse partielle fixe à trois unités, comblant l’écart avec un pontique qui était soutenu des deux côtés par les dents de pilier., Ce traitement, également appelé pont fixe, n’est pas nécessairement la solution optimale, car il nécessite la préparation de la couronne des dents de pilier. En conséquence, ces dents sont plus sensibles à la carie et aux maladies des gencives, ce qui peut entraîner une perte de dents ou une défaillance de la prothèse .
Les espaces disgracieux entre les dents peuvent être comblés par des implants dentaires sans causer de dommages supplémentaires aux autres dents . En outre, les implants endosseux peuvent prévenir la perte de l’os alvéolaire. Les processus alvéolaires, à l’intérieur de la mandibule et du maxillaire, entourent et soutiennent les dents pour assurer leur fonction., En revanche, la mastication, la morsure et la parole conduisent à des micromouvements du radix de la dent dans sa cavité (parodonte), provoquant indirectement la reconstruction et le remodelage de l’os alvéolaire. Lorsqu’une dent est perdue, le manque de stimulation osseuse entraîne une diminution du volume alvéolaire. Comme plus de dents sont perdues, plus de zones osseuses ne peuvent pas être maintenues . Un implant endosseux peut prévenir une perte osseuse supplémentaire, mais doit être intégré dans l’os alvéolaire dès que possible après l’extraction afin de stimuler la stimulation osseuse .,
Les avantages mentionnés ci-dessus des prothèses endosseuses ont attiré de nombreux dentistes, ce qui a entraîné une utilisation accrue du traitement par implant. À mesure que le nombre d’implants augmente, il est nécessaire de se concentrer continuellement sur la biocompatibilité des matériaux implantaires. Dans cet article, les auteurs examineront les facteurs de risque les plus courants associés aux implants chirurgicaux métalliques (c.-à-d., corrosion, développement de biofilm et réactions d’hypersensibilité), puis se concentreront sur les effets secondaires qui peuvent survenir chez les patients exposés de façon chronique à des matériaux métalliques.
2., Propriétés mécaniques et chimiques du titane
Le titane est considéré comme un excellent biomatériau et le meilleur choix pour la fabrication d’implants permanents non biodégradables. Le titane se caractérise par des propriétés mécaniques pratiques telles que son rapport résistance / poids élevé, sa malléabilité et sa faible densité. Le titane ne se corrode généralement pas car il devient rapidement passif. La Passivation implique la création d’une couche extérieure de matériau de blindage qui protège la majeure partie du métal de l’environnement., Le titane s’oxyde immédiatement après l’exposition à l’air, formant une fine couche de dioxyde de titane (TiO2), qui se reforme rapidement si elle est endommagée, à condition qu’il y ait suffisamment d’oxygène dans l’environnement (effet auto-cicatrisant) .
Le titane est non toxique et rarement rejeté par le corps. Il a la capacité inhérente à l’ostéointégration, ce qui permet son utilisation en tant que matériau d’implant dentaire qui peut rester en place pendant plusieurs années. Les résultats de la littérature suggèrent cependant que le titane peut induire des réactions d’hypersensibilité cliniquement pertinentes ainsi que d’autres dysfonctionnements immunitaires .
3., Corrosion
La corrosion est définie comme la perte spontanée et progressive de matériau et est causée par l’environnement environnant . Le titane pur est résistant à la corrosion dans des environnements contrôlés et en l’absence de charge . Cependant, dans des conditions orales et en combinaison avec des charges cycliques, le titane peut se corroder, affectant ainsi la stabilité mécanique de l’implant . De plus, les débris métalliques produits après l’implantation peuvent induire une réponse inflammatoire accrue ou contribuer à une réaction d’hypersensibilité ., Il existe de nombreux types de corrosion associés aux implants métalliques, tels que la corrosion galvanique, le frettage, les piqûres et la corrosion des crevasses .
La corrosion galvanique se produit souvent lorsque deux dispositifs métalliques différents sont reliés par une voie aqueuse (par exemple, la salive), et elle peut grandement affecter la stabilité mécanique et le résultat final des implants dentaires . L’unité de base de l’électrochimie est la cellule électrochimique, composée d’une anode (vis en titane), d’une cathode (remplissage métallique) et d’un électrolyte (salive). Les électrodes connectées dans un circuit égalisent leur différence de potentiel., Par conséquent, les électrons sont à la fois générés et consommés. Le courant produit par le flux d’ions est utilisé pour mesurer le taux de corrosion d’un métal et est directement lié au matériau perdu. Les produits produits par la corrosion peuvent avoir des effets cytotoxiques ou même néoplasiques sur le tissu entourant l’implant .
La corrosion par frottement est due à la rupture de la couche de protection sur les vis en titane. La corrosion par piqûres résulte de la dégradation spontanée du film passivant sur une zone plane ou surexposée. La corrosion des crevasses est associée à des surfaces inégales .,
La corrosion des implants métalliques peut compromettre la stabilité mécanique du dispositif, ainsi que l’intégrité du tissu environnant . De plus, il a été prouvé que les traces métalliques provenant des implants perturbent l’homéostasie (par exemple, la synthèse de l’ADN, la minéralisation et l’expression de l’ARNm de la phosphatase alcaline). Ils ont été trouvés dans le foie, les poumons, les ganglions lymphatiques et la circulation sanguine. Les implications électriques de la corrosion sur les tissus environnants restent floues ., Cependant, il a été démontré que les courants électriques générés lors d’événements corrosifs sont amplifiés par des charges cycliques (c.-à-d., mâcher; mordre) . Il est suggéré que les tissus environnants sont exposés de façon chronique à des signaux électriques anormaux .
4. Biofilm
Les biofilms sont une communauté complexe de microorganismes attachés aux surfaces . Les biofilms peuvent se former sur les surfaces vivantes et non vivantes et peuvent être répandus dans les milieux naturels (système racinaire des plantes), industriels (système de chauffage de l’eau) et hospitaliers (cathéters; implants) ., Il est largement reconnu que la plupart des bactéries coexistent en association avec les surfaces. En d’autres termes, ils ne vivent généralement pas en flottement libre, mais ont tendance à se coller les uns aux autres et à adhérer à une surface spécifique . Ils produisent une boue (substances polymères extracellulaires, EPS) constituée d’acides nucléiques, de protéines et de polysaccharides . EPS facilite l’adhérence et sert de nutriment pour diviser les microbes. Il assure également la communication entre les microorganismes à travers des signaux biochimiques ainsi que les moyens d’échange de matériel génétique ., Les biofilms peuvent être formés à partir d’une seule espèce ou d’une espèce mixte . Les bactéries interagissent et coopèrent toujours de plusieurs façons. Les cellules microbiennes qui poussent dans un biofilm diffèrent des bactéries planctoniques basales. Leur développement structurel et génétique se traduit par une résistance accrue aux désinfectants . Dans certains cas, ils sont également résistants aux antibiotiques . De plus, la dernière étape de la formation du biofilm est la dispersion. La structure reste inchangée, mais les colonies microbiennes se séparent du biofilm d’origine, s’écoulant et colonisant d’autres surfaces ., Ainsi, les biofilms peuvent causer de graves problèmes de santé et de graves complications .
Un exemple de biofilm oral est la plaque dentaire, composée à la fois d’espèces bactériennes et mycotiques. Il est ancré aux dents dans les polymères de salive et doit être enlevé par un nettoyage régulier des dents. Lorsque l’hygiène buccale échoue, les dents (ou l’implant dentaire) et les tissus environnants (gomme, parodonte et os alvéolaire) sont soumis à de fortes concentrations de produits microbiens, ce qui peut provoquer une carie, une gingivite, une parodontite ou une péri-implantite., Les conditions mentionnées ci-dessus ne sont pas nécessairement associées à la même espèce microbienne; cependant, tous les agents pathogènes buccaux potentiels peuvent former une population adhérente et se développer dans la plaque dentaire pour déclencher par la suite des maladies des tissus buccaux .
L’une des plus grandes réalisations de la médecine moderne a été le progrès dans la guérison des maladies infectieuses. À l’heure actuelle, la plupart des infections aiguës peuvent être traitées efficacement avec des antibiotiques. Cependant, les biofilms font exception à cette règle. Même après un traitement antibiotique réussi, les symptômes peuvent réapparaître très rapidement .,
Les implants servent de surfaces potentielles pour la formation de biofilms. L’ablation chirurgicale des dispositifs implantés est le meilleur remède contre les infections liées au biofilm, mais ce n’est généralement pas considéré comme une solution optimale . Pour prévenir la formation de biofilm, il est important de suivre attentivement toutes les règles d’asepsie chirurgicale . Une autre méthode pour diminuer le risque d’adhésion bactérienne consiste à développer de nouveaux matériaux ou à améliorer la surface des dispositifs médicaux implantés afin qu’ils n’attirent pas les agents pathogènes potentiels du biofilm ., Les revêtements multifonctionnels sur une surface en zircone , une surface en titane nanostructuré et une libération contrôlée d’antibiotiques peuvent jouer un rôle important dans la réalisation de cet objectif .
5. Hypersensibilité aux métaux
Une allergie est définie comme une réaction d’hypersensibilité. C’est un trouble du système immunitaire, une réaction excessive à quelque chose qui est généralement inoffensif, mais qui déclenche une réaction chez toute personne sensible à la substance concernée .
Les allergènes métalliques potentiels sont très courants dans la vie quotidienne., La littérature suggère que le titane peut induire une hypersensibilité cliniquement pertinente chez certains patients exposés de façon chronique à ce métal réactif. Il existe certaines sources évidentes telles que les montres, les bijoux et les pièces de monnaie; cependant, les produits cosmétiques peuvent contenir des ingrédients sensibilisants. La plupart des patients souffrant d’une allergie au titane ne sont pas au courant de leur exposition. Par exemple, les écrans solaires contenant du TiO2 sont appliqués sur de larges zones de la peau pour éviter le vieillissement prématuré et le cancer de la peau .
Si l’allergène est ingéré, on est susceptibles de souffrir de symptômes digestifs., Les particules inhalables affectent les yeux, le nez et les poumons . L’hypersensibilité aux métaux peut se manifester par une gamme d’effets indésirables, y compris une inflammation chronique et une douleur. Les symptômes courants de l’hypersensibilité aux métaux comprennent la fatigue chronique, la dépression ou la fibromyalgie (douleur sans cause connue). La présentation la plus courante d’un patient souffrant d’allergie aux métaux est une réaction lichénoïde caractérisée par des lésions lichénoïdes buccales. Ces symptômes surviennent généralement chez les patients porteurs d’implants métalliques qui sont exposés de manière chronique à des allergènes métalliques., Cependant, les implants métalliques peuvent être rejetés sans aucune preuve d’une réaction d’hypersensibilité antérieure .
l’Hypersensibilité est une séquence de réactions indésirables par le système immunitaire. Leur type et leur développement peuvent différer. Ils sont généralement classés en quatre groupes (I-IV). L’hypersensibilité aux métaux est généralement une hypersensibilité de type IV, connue sous le nom de réaction d’hypersensibilité retardée, car la réaction prend 48 à 72 heures pour se développer . Le premier contact avec un antigène métallique provoque la consommation d’antigène (par les cellules dendritiques de Langerhans) et la présentation d’antigène aux lymphocytes., – les lymphocytes ont leur origine dans le thymus et sont dirigés vers la production de cytokines qui régulent les voies de réponse immunitaire. Si le patient est à nouveau exposé à l’antigène métallique, les-lymphocytes activent les macrophages . Par conséquent, l’inflammation est induite pour contrer la menace perçue. La réponse immunitaire peut entraîner des lésions tissulaires et éventuellement une perte d’implant aseptique .
L’exposition aux métaux des implants endosseux dentaires, des obturations d’amalgames ou des prothèses articulaires peut entraîner de graves problèmes de santé ., Une suspicion raisonnable d’hypersensibilité aux métaux peut permettre de tester chez des patients sensibles, en utilisant le test d’immunostimulation des lymphocytes de la mémoire, connu sous le nom de test MELISA®. Ceci est un test sanguin pour détecter l’hypersensibilité aux métaux. – les lymphocytes des échantillons de sang sont isolés et testés contre des métaux sélectionnés, en fonction de l’exposition du patient. L’indice de stimulation est utilisé pour mesurer la réactivité d’un patient à différents métaux., MELISA® est particulièrement utile chez les patients présentant des symptômes d’allergie aux métaux (fatigue chronique, douleurs articulaires chroniques, dermatite de contact et réactions lichénoïdes buccales) mais qui ont subi des tests de patch négatifs .
Des problèmes chroniques peuvent ne pas survenir tant que l’implant n’a pas été mis en place. Il est très fréquent de trouver des traces d’autres métaux (aluminium ou nickel) dans le titane commercialement pur, car ces substances contribuent à une meilleure aptitude au traitement et empêchent la corrosion ., Les obturations dentaires, les bridges et les implants peuvent être des sensibilisants potentiels , tout comme les écrans solaires, car ils contiennent des métaux (nickel, aluminium et titane) . Il est important de déterminer précisément à quels métaux le patient est actuellement exposé. Sur la base des traitements dentaires et médicaux, ainsi que des antécédents environnementaux, une liste de tous les allergènes potentiels devrait être établie. Pour déterminer le métal problématique, il peut être très utile d’éliminer d’autres agents nocifs (tels que les obturations d’amalgame et les ponts métalliques) pour diminuer le nombre potentiel de réactions spécifiques au métal ., Une évaluation de l’allergie au titane est suggérée chez les patients ayant des antécédents d’allergie à d’autres métaux .
Il a été démontré que les personnes ayant des antécédents d’allergie aux métaux ont un plus grand risque de développer une réaction d’hypersensibilité à un implant métallique . Pour les personnes sensibles, il n’y a pas de limite sécuritaire ou de niveau acceptable d’une substance métallique donnée ., Bien que l’allergie au titane ait un faible taux de prévalence , pour les patients ayant des antécédents d’allergies, il peut être conseillé d’effectuer une évaluation des allergies aux métaux et des tests d’allergie avant de placer des implants permanents, afin d’éviter une défaillance de l’implant due à une réaction allergique au titane . Le test MELISA® est capable de définir quels métaux sont tolérés chez le patient sensible et qui induisent une réponse immunitaire indésirable .
5.1., Gestion des réactions d’hypersensibilité aux métaux
L’incidence de la sensibilité au titane augmente et son utilisation en dentisterie augmente de jour en jour . Le critère standard pour gérer l’hypersensibilité de type IV est l’évitement de l’allergène responsable .
Par conséquent, la recherche s’est maintenant concentrée sur la conception de substituts alternatifs au titane . Le zirconium peut être envisagé . Oliva et ses collègues ont signalé un patient atteint d’amélogenèse imparfaite, qui avait besoin d’implants dentaires à bouche pleine; la sensibilité au titane a été diagnostiquée sur la base de niveaux élevés de MELISA., Des implants et des restaurations en oxyde de zirconium ont été utilisés sans complications lors d’un suivi de 3 ans . L’un des autres matériaux nouveaux est la polyéthéréthercétone, qui est un thermoplastique linéaire polyaromatique partiellement cristallin avec d’excellentes propriétés mécaniques. Des études suggèrent que la polyéthéréthercétone de qualité implantable a une capacité de formation osseuse comparable à celle du titane brut .,
Une prise en charge médicale réussie avec du sulfate d’atropine oral a été rapportée chez un patient avec un stimulateur cardiaque en titane ainsi qu’avec des corticostéroïdes oraux chez un patient avec une bioprothèse en titane pour une fracture de la colonne vertébrale .
Si un patient avec un implant en titane développe des symptômes cliniques graves fortement suggérant une hypersensibilité au titane, le retrait de l’implant peut être envisagé ., Cependant, de nombreux implants dentaires (et autres implants en titane) sont destinés à fonctionner pendant toute la durée de vie restante du patient, et le retrait du dispositif peut entraîner une morbidité importante, une perte de fonction essentielle ou même une mortalité. Dans ces scénarios cliniques, les risques et les avantages doivent être soigneusement pesés .
6. Conclusions
Les avantages des prothèses endosseuses ont attiré de nombreux dentistes, ce qui a entraîné une utilisation accrue du traitement implantaire., L’augmentation de l’espérance de vie de la population exige la conception de biomatériaux implantaires démontrant des effets délétères minimes sur les tissus hôtes. Bien que les matériaux traditionnels, tels que le titane ou ses alliages aient été largement utilisés et favorisent l’ostéointégration, il existe certaines préoccupations telles que la libération d’ions métalliques, les réponses allergiques et la formation de biofilm. Le traitement définitif de la réaction d’hypersensibilité au titane confirmée est le retrait du dispositif; cependant, une prise en charge médicale est possible dans certains cas., Une meilleure compréhension des facteurs de risque associés aux implants chirurgicaux métalliques est nécessaire chez les patients subissant un traitement par implant dentaire ainsi qu’une chirurgie de remplacement articulaire.
les Conflits d’Intérêts
Les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêt concernant la publication de ce papier.
Remerciements
Cette publication a reçu le soutien du PROGRES Q29 / LF1 (Université Charles, Prague, République tchèque) et des projets nr. NV19-08-00070 et 17-30753A (Ministère de la Santé, République tchèque).