Évaluation antimicrobienne et mécanique de la cellulose

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 13428 (2023) Citer cet article

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Contrôler la formation de biofilm dans la cavité buccale lors des traitements orthodontiques est crucial. Les surfaces antimicrobiennes pour appareils dentaires invisibles intéressent donc à la fois les thérapeutes et les patients. Nous présentons ici un matériau thermoformable à base de cellulose utilisé pour les appareils dentaires invisibles qui peut être chargé d'huiles essentielles (HE) ayant des propriétés antibactériennes et antifongiques. Nous émettons l'hypothèse que ce matériau peut absorber et libérer des EO, fournissant ainsi un effet antimicrobien sans compromettre la sécurité et les propriétés mécaniques nécessaires aux appareils dentaires invisibles. Des analyses de microbiologie conventionnelle et de microcalorimétrie isotherme ont révélé que le matériau thermoformable chargé d'huiles essentielles retardait significativement la formation de biofilm de streptocoques oraux (S. mutans et S. mitis) dans des conditions statiques (p < 0,05) et en simulant le flux de salive (p < 0,05). . De plus, des tests de cytotoxicité (ISO 10993-5) ont révélé que le matériau chargé est bien toléré par les fibroblastes gingivaux humains. Enfin, le chargement avec des agents antibactériens n'a pas modifié de manière significative les propriétés mécaniques et la stabilité du matériau (force initiale (p = 0,916) ; contrainte initiale (p = 0,465)). Comparé aux matériaux d'alignement transparents de référence, ce matériau offre une transmission fiable des forces pour les traitements orthodontiques. De plus, cette approche présente le potentiel d’agir comme une plate-forme d’administration orale de médicaments pour plusieurs composés.

La santé bucco-dentaire est souvent tenue pour acquise, mais les inflammations buccales restent courantes et peuvent entraîner d'autres maladies, notamment des maladies cardiaques, le diabète et des troubles neurologiques comme la maladie d'Alzheimer1,2. Une bonne santé bucco-dentaire est associée à une bonne santé globale et pourrait même être liée à un risque réduit d’infections virales graves comme la COVID-193. L’augmentation des dépenses mondiales liées aux traitements des caries, aux inflammations gingivales ou aux maladies péri-implantaires entraîne d’énormes charges financières pour les ménages et les assurances4. De plus, avec le nombre croissant de traitements orthodontiques, les soins bucco-dentaires revêtent une importance encore plus grande. En conséquence, l’intérêt pour les surfaces antimicrobiennes pour des dispositifs tels que les supports orthodontiques, les implants ou les appareils dentaires invisibles augmente actuellement dans la communauté des soins bucco-dentaires. Une étude a récemment montré qu'après 6 mois, 10 % des patients avec aligneurs transparents et 13,3 % des patients avec positionneur amovible présentaient un risque de carie en raison de la colonisation des aligneurs par Streptococcus mutans. Cette proportion augmentait jusqu'à environ 40 % chez les patients porteurs d'un appareil multibrackets fixe. Ainsi, un matériau dentaire antimicrobien serait particulièrement bénéfique pour les patients5.

Pour obtenir un tel matériau antimicrobien, les huiles essentielles (HE) pourraient être particulièrement utiles. Les HE sont des substances liquides et volatiles extraites des plantes. Beaucoup de ces composants interagissent avec la membrane cellulaire des bactéries en raison de leur nature hydrophobe, rendant la cellule plus perméable et pouvant conduire à la mort cellulaire. Il a été prouvé que les HE ont des propriétés antifongiques, antibactériennes, antivirales et insecticides6,7,8,9. De plus, les HE présentent un faible niveau de résistance aux antimicrobiens et un large spectre d’activité antimicrobienne10,11. Parmi les huiles essentielles, la cannelle joue un rôle important en raison de ses propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires, antidiabétiques, antimicrobiennes, antitumorales et hypolipémiantes. La principale molécule bioactive de l'huile de cannelle est le cinnamaldéhyde, qui a été reconnu comme sûr et non toxique par la FDA (21 CFR182.6)8. En ce qui concerne les applications dentaires, le cinnamaldéhyde a montré une faible cytotoxicité contre les cellules fibroblastiques12, et ni l'huile de cannelle ni le cinnamaldéhyde ne sont considérés comme un allergène intra-oral puisque seuls de rares cas de dermatite de contact allergique ont été décrits. Ainsi, il est souvent utilisé comme arôme pour divers types de dentifrices, où l’huile de cannelle et le cinnamaldéhyde ont également montré des effets antimicrobiens13,14. Il n’a pas été démontré que le cinnamaldéhyde ait un impact sur le seuil de douleur au froid ; cependant, il a été démontré qu’il abaisse le seuil de douleur mécanique15. Les huiles de cinnamaldéhyde et de cannelle sont efficaces contre les premiers colonisateurs et les bactéries responsables des caries S. mutans12,13,16,17,18, Porphyromonas gingivalis19 causant des maladies parodontales et les espèces de Candida pouvant conduire à une stomatite d'origine dentaire20,21. De plus, l’extrait de cannelle présent dans un bain de bouche a montré une diminution des scores de plaque dentaire et gingivale22. Enfin, les huiles de cannelle et le cinnamaldéhyde ont une bonne compatibilité avec d’autres antimicrobiens tels que l’eugénol et les acides organiques, ce qui entraîne des effets antibactériens additifs ou synergiques23,24.