Donner un éclairage sur la sensibilité dentinaire
Approfondir notre compréhension de la sensibilité dentinaire
Vous êtes-vous déjà demandé quel est le lien entre la sensibilité dentaire et les artefacts romains enterrés dans la villa familiale de Jules César ?
La réponse est : la taille de huit stades de football, génèrant une lumière qui est plus de 10 000 fois plus brillante que le soleil.1 Bienvenue dans la science du synchrotron, où l’incroyable technologie d’imagerie met en lumière la sensibilité dentinaire (ou plus communémant : la sensibilité des dents) - et fournit une meilleure compréhension du fonctionnement des principes actifs agissant sur la sensibilité.
Qu’est-ce qu’un Synchrotron ?
En 2015, les scientifiques ont utilisé l’une des installations les plus grandes et les plus innovantes de rayons X au monde afin de transcrire d’anciens manuscrits enfouis et carbonisés par l’éruption du Vésuve en 79 après JC.2 Les manuscrits d’Herculanum, excavés dans une villa appartenant à Jules César en 1752, étaient carbonisés, fragiles et impossibles à lire. Aujourd’hui, grâce à l’imagerie par rayons X à haute énergie dans une gigantesque machine appelée synchrotron, des textes entiers de ce qu’on appelle la « bibliothèque invisible » sont sur le point d’être vus par un public contemporain.3 L’invisible devient visible.
Aujourd’hui, cette même technologie est utilisée pour faire progresser notre compréhension des dents sensibles, avec des résultats tout aussi éclairants. La lumière synchrotron - cent milliards de fois plus lumineuse que les rayons X utilisés à l’hôpital - permet, pour la première fois, aux scientifiques de regarder en profondeur à l’intérieur des dents afin de pouvoir améliorer les formulations de dentifrices permettant l’obturation de la dentine dans le temps. Cette science révolutionnaire entraine un changement radical dans la compréhension du fonctionnement du dentrifrice.
La sensibilité dentinaire, est une affection très répandue. Un tiers de la population adulte en souffre, mais seulement la moitié d’entre eux s’en occupe activement.4 Ces chiffres sont d’autant plus surprenants qu’un simple choix de dentifrice peut aider à soulager la douleur causée par la sensibilité dentinaire.
La recherche sur la sensibilité dentinaire axée sur la théorie hydrodynamique selon laquelle le liquide qui circule dans les tubuli dentinaires est une cause première de sensibilité existe depuis plus d'un siècle.5-6 Des études ont exploré comment les formulations de dentifrices peuvent obturer les tubuli dentinaire et bloquer l’accès à la dentine. L'objectif est de réduire le mouvement de liquide et d’empêcher d’atteindre les nerfs des dents. Mais voir, c’est croire.
Ces dernières années, les techniques d’imageries conventionnelles nous ont aidé à montrer la profondeur et la durabilité de l’occlusion de la dentine sur les dents traitées. Mais, jusqu’à présent, nous avons été incapables de visualiser l’impact de nos formulations de dentifrices sur l’obturation au fil du temps dans un tel détail spatial. C’est une étape formidable - un tubule fait, après tout, un cinquantième du diamètre d’une mèche de cheveux, et il peut y en avoir jusqu’à 30 000 dans une dent. L’étude de l’effet d’un dentifrice sur une microstructure aussi complexe bénéficie d’une nouvelle approche - et d’une technologie de pointe.
Haleon progresse avec détermination sur la connaissance scientifique de la sensibilité et continue d'améliorer ses formulations de dentifrices Sensodyne. Cette détermination nous a conduits à l’utilisation de rayonnement synchrotron (ESRF) européen de Grenoble - le plus puissant synchrotrons au monde - pour repousser les limites de ce qui est possible dans la compréhension de la technologie du dentifrice.
Le Dr Christabel Fowler, responsable de l’innovation, R&D Santé buccodentaire, Haleon, explique pourquoi :
« Nous nous efforçons toujours d’améliorer nos formulations, en utilisant les meilleures données scientifiques pour offrir protection et soulagement aux personnes souffrant de sensibilité. Notre travail au synchrotron s’appuie sur cet objectif. Nous voulons établir de nouvelles techniques qui nous permettent d’examiner plus en détail la structure dentaire et le mode d’action de nos produits. Si nous pouvons mieux visualiser le fonctionnement de nos dentifrices, il est plus facile pour les professionnels de la santé dentaire de comprendre la science qui s’y rattache - et d’aider les patients à choisir un dentifirce qui les aide à se débarrasser de la douleur des dents sensibles. »
Nos partenaires experts nous ont appris que la compréhension du mode d’action d’un dentifrice peut améliorer la prise en charge des patients. La dentiste de New York, la Dr Liz Mitrani, dit : « Si je peux comprendre la science d’un dentifrice, cela me donne la confiance nécessaire pour le recommander. Si je peux visualiser comment cela fonctionne - et l’expliquer aux patients - ils sont beaucoup plus susceptibles de suivre nos conseils. »
C’est une grande récompense. Et c’est ce qui nous a motivés à aller à l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) - pour aider les chirurgiens dentistes à appréhender cette science microscopique en détail.21
Synchrotron science
L’ESRF est un éclairage pour la science, avec la technologie synchrotron qui alimente certaines découvertes les plus révolutionnaires au monde. Par exemple, sur les travaux des lauréats du prix Nobel, les scientifiques ont utilisé l’ESRF pour démêler la structure du ribosome.7 L’ESRF joue aussi un rôle important dans le développement de médicaments antiviraux et dans la recherche de vaccins contre la COVID-19.8
En fait, les propriétés exceptionnelles du synchrotron s’étendent au-delà des rayons x et aident à percer les secrets de tout, des virus aux organes vitaux, en passant par les piles, le verre et les parchemins d’Herculanum. Aujourd’hui, dans une recherche scientifique jamais réalisée auparavant, l’ESRF met en évidence les dents - ce qui nous permet de voir ce qui se passe à l’intérieur des tubuli dentinaires en 3D, au fil du temps, après utilisation de Sensodyne Repair & Protect.
Durée d’action
La science de la sensibilité dentinaire a été démontré par des techniques d’imagerie conventionnelles qui ont mis en évidence l’effet du dentifrice sur de petits échantillons de tubuli dentinaire. Cependant, bien que des techniques comme la microscopie électronique à balayage à faisceau ionique focalisé (FIB-SEM) offrent une ultra-haute résolution, elles ont un petit champ de vision. Les synchrotrons peuvent examiner des zones beaucoup plus grandes en 3D. En détail microscopique. Et à grande vitesse.
Là où les études FIB-SEM ne peuvent analyser que 30 à 40 tubuli à la fois, les synchrotrons peuvent en scanner des milliers en quelques minutes avec un seul scan. Cela donne une vue plus représentative de ce qui se passe dans une dent. Nous pouvons voir jusqu’où l’obturation s'étend, et combien de temps elle y reste.
De même, la plupart des techniques conventionnelles sont destructrices : les scientifiques doivent faire des coupes d’échantillons pour visualiser à l’intérieur, ce qui signifie que chaque balayage nécessite un échantillon différent. l'imagerie synchrotron est non destructrice , ce qui permet d'effectuer des examens sur les mêmes tubuli dentaires à différents intervalles et permettre de visualiser l'effet d'un dentrifirce sur l'évolution de l'obturation dans le temps. C’est une passerelle vers l’imagerie 4D, où la quatrième dimension est le temps. La technique a le potentiel de transformer le traitement des dents sensibles.
Protection de la dentine
Nous travaillons sur le dentifrice Sensodyne Repair & Protect depuis une dizaine d’années et nous voulions visualiser le mode d’action d’une nouvelle formulation que nous développons depuis quatre ans : Sensodyne Repair & Protect.
La formulation contient la technologie brevetée NovaMin et du fluorure de sodium. Il a été prouvé qu’elle aide à réparer la dentine exposée.9-11 La NovaMin forme une couche d’hydroxyapatite robuste sur la dentine exposée et dans les tubuli9-12 - Cette couche est plus dure que la dentine sous-jacente13-16
La formulation Sensodyne Repair & Protect demontre, cliniquement qu’elle soulage - et fournit une protection durable contre - la sensibilité dentinaire.17-19 Cependant nous voulions explorer plus profondément et voir encore plus en détail comment elle fonctionnait sur la dentine au fil du temps. Selon le Dr Kamel Madi, cofondateur de 3Dmagination - qui a dirigé l’étude sur l’intervalle de temps subséquente à l’ESRF - Le synchrotron est le seul endroit où aller :
« Les tubuli sont complexes et varient en densité, en diamètre et en orientation d’un endroit à l’autre. L’obturation est également complexe, « l’obturation » dépendant de la profondeur et du temps d’exposition; un tubule obturé peut avoir la possibilité de se désobturer à nouveau. Par conséquent, la mesure de la profondeur d’obturation - et la cartographie des mécanismes d’obturation dans le temps - nécessite un accès dynamique de la morphologie 3D des tubuli. Cela n’est vraiment possible que dans un synchrotron. »
L’étude à intervalle de temps, qui, selon le Dr Madi, est « comme filmer un film 3D », a utilisé la tomographie à contraste de phase pour visualiser les caractéristiques complexes de la dentine. « Chaque échantillon a été brossé avec la formulation - Sensodyne Repair & Protect - puis placé sur une ligne d’échantillonnage situé entre la source de rayons X et le détecteur, et en mouvement continu à 180°. Après chaque micro-rotation - environ 0,072 ° - nous avons recueilli une image de l’ombre de l’échantillon (projection). Les mêmes échantillons ont ensuite été mis dans la salive artificielle pour stimuler une réaction avec l’ingrédient actif - et scannés à nouveau à différents moments sur une période de 8 heures. Les projections, des milliers d’entre elles, ont ensuite été reconstituées en une image 3D aux panelles d’analyses. » (figure 1)
Figure 1. Visualisation de la profondeur moyenne d’occlusion (µm) dans les échantillons de dentine traités in vitro avec une formulation de dentifrice à base de NovaMin (N) de Sensodyne Repair & Protect (contenant 5% de NovaMin).20
Rendre l’invisible visible
L’étude a montré que la nouvelle formulation pénètre profondément dans la microstructure des tubuli et constitue la couche réparatrice robuste sur la surface de la dentine pour une protection contre la sensibilité et de façon durable. Une fois de plus, nous nous sommes tournés vers l’imagerie conventionnelle pour valider l’analyse radiographique. Les mêmes échantillons utilisés à l’ESRF ont été prélevés à la Cavendish Microscopy Suite de l’Université de Cambridge pour l’imagerie et l’analyse FIB-SEM.
FIB-SEM fournit une imagerie à haute résolution qui aide à comprendre ce qui se passe dans les tubuli. Le Dr Richard Langford, responsable de l’analyse sur la microscopie de Cavendish, explique :
« Nous avons utilisé un faisceau ionique pour découper les échantillons, puis avons examiné la face coupée avec un faisceau d’électrons. Ceci a été répété plusieurs fois pour construire une visualisation 3D de l’occlusion sous la surface. Nous avons également utilisé une troisième technique, la microscopie électronique à transmission, pour examiner la composition chimique et structurelle du matériau d’obturation.
« Les études ont montré que la nouvelle formulation [Sensodyne Repair & Protect] a permi l’obturation profonde des tubuli et la fixation de fluor dans le matériau formé. En fin de compte, l’étude FIB-SEM nous a permis de valider les données du synchrotron : la profondeur moyenne d’obturation observée était similaire à celle calculée à partir du traitement aux rayons X. »
Grande science, pour de petits moments
Le Dr Mitrani pense que les progrès scientifiques découlant des études ne peuvent qu’améliorer la santé buccodentaire. « C’est passionnant d’apprendre davantage sur la science et de comprendre le mécanisme au niveau microscopique - car c’est notre fondement. Une fois que nous comprenons ce fondement nous pouvons nous appuyer dessus pour devenir des prescripteurs plus confiants des produits. »
À plus long terme, l’étude du synchrotron pourrait entraîner un changement progressif dans l’ingénierie des dentifrices. « La recherche a révolutionné la façon dont nous regardons les dents brossées - ce qui nous permet de voir à l’intérieur de milliers de tubuli et d’observer, en 3D, les changements qui se produisent. Bien d’autres choses arrivent, mais cette technique passionnante ouvrira de nouvelles portes pour optimiser le dentifrice et concevoir des formulations sur mesure. »
La science de la sensibilité continue de progresser et cette histoire est passionnante pour les patients. Parce qu’il a fallu quatre ans pour la tester en laboratoire - et la plus brillante lumière imaginable - pour montrer à quel point Sensodyne Repair & Protect agit en profondeur. Alors qu’il suffit d’une fraction de seconde - et une gorgée de limonade glacée - pour prouver que cela fonctionne dans la vie réelle.
Grande science, pour de petits moments spéciaux. Parce que la vie est trop courte pour la sensibilité.
