Nouvelles connaissances sur le ligament parodontal, le mouvement orthodontique des dents et les implants dentaires utilisant différents matériaux et un tunnel mini-invasif comme un lambeau avec coupe osseuse piézo-chirurgicale.

New insights on periodontal ligament, orthodontic movement of teeth and dental implants using different materials and minimally invasive tunnel like flap with piezo-surgical bone cutting

• Auteur / Autrice : Mahmoud Sedky Adly Eissa
• Direction : Frédéric Cuisinier, Philippe Bousquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 27/05/2024
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Bioingénierie et Nanosciences (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Elodie Terrer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Belle Saab-Estephan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hamideh Salehi, Youri Arntz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Appareils orthodontiques

Microscopes

Implants dentaires

Mots clés libres

Force orthodontique

Implants dentaires

Atomic Force Microscope

Microscope à force atomique

Chiens. souris et rats

Tomodensitométrie à faisceau conique

Orthodontic force

Dental implants

Atomic Force Microscope

Multiphoton Microscope

Dogs. mice and rats

Cone beam computed tomography

Résumé

Le mouvement orthodontique des dents et des implants dentaires est un aspect difficile qui nécessite une compréhension approfondie des caractéristiques rhéologiques, structurelles et biologiques des tissus environnants. L'objectif de cette thèse était de faire la lumière sur de nouvelles connaissances concernant la réponse des tissus entourant les dents et les implants dentaires en développant de nouvelles méthodes chirurgicales et non chirurgicales pouvant servir de base pour transformer nos connaissances sur ces sujets.Dans un premier temps, une nouvelle méthode a été proposée sur un modèle animal (chien adulte bâtard) pour déplacer orthodontiquement des implants dentaires en utilisant un lambeau de type tunnel mini-invasif combiné à une coupe osseuse piézo-chirurgicale atraumatique. Cette approche chirurgicale conservatrice est considérée comme un pas en avant vers la tendance récente actuellement privilégiée par la plupart des chirurgiens, qui vise des approches chirurgicales mini-invasives procurant moins de douleur et moins de risques de complications.Après cela, une étude approfondie a été réalisée pour étudier le rôle d'une méthode non invasive qui était l'échographie pulsée dans la prévention et la réparation de la résorption radiculaire en plus de l'accélération du mouvement dentaire orthodontique afin de mieux illustrer les mécanismes exacts qui contrôlent la dent orthodontique. mouvement en plus des complications possibles et des facteurs qui peuvent le modifier.Ensuite, pour mieux comprendre les structures environnantes autour des dents, une description approfondie des propriétés rhéologiques et de l’orientation des fibres dans différentes régions du ligament parodontal murin a été réalisée à l’aide de microscopes à force atomique et multiphotoniques. Une variation significative de l'élasticité selon les régions a été constatée. De plus, l’élasticité du ligament parodontal a montré une tendance significative à devenir plus douce vers la furcation qui est considérée comme la zone la plus proche du centre de résistance de la dent. Cela peut ouvrir une nouvelle perspective pour relier la géométrie dentaire qui définit le centre de résistance à l’adaptation rhéologique du ligament parodontal. Une autre découverte importante révélée par le microscope multiphotonique est que l'orientation des fibres dans la région de furcation peut à la fois fournir un espace pour le mouvement vertical des dents avec des charges de compression élevées et empêcher le mouvement des dents dans l'autre sens via l'orientation particulière des fibres. De plus, il a été constaté que la dispersion des angles à différents niveaux indique une homogénéité de la directionnalité des fibres dans différentes régions. Ces intéressantes peuvent servir de base de comparaison avec d’autres maladies locales et systémiques pouvant influencer le ligament parodontal.Enfin, une piste d'animaux randomisée à bouche divisée utilisant des rats Wister a été réalisée pour comparer la plage de travail des fils orthodontiques en cuivre-nickel-titane (CuNiTi) par rapport aux fils orthodontiques en nickel-titane (NiTi), ce qui a été réalisé à l'aide d'un nouveau dispositif. Au meilleur de nos connaissances, il s'agit de la première étude qui effectue une évaluation in vivo standardisée de la plage de travail de différents matériaux de fils orthodontiques en utilisant un dispositif simple et pratique qui peut être facilement ajusté au niveau de force requis et peut être attaché à n'importe quel appareil. animal expérimental. Ce nouveau dispositif peut ouvrir de nouvelles voies pour expérimenter les matériaux de fils orthodontiques sur la base de mesures standardisées des effets non seulement mécaniques mais également biologiques. Nous pouvons ainsi résoudre de nombreux résultats contradictoires qui existent actuellement dans la communauté orthodontique et qui sont causés par le manque de standardisation des études cliniques.

Orthodontic movement of teeth and dental implants is a challenging aspect that needs in-depth understanding of rheological, structural, and biological features of the surrounding tissues. The objective of this thesis was to shed some light on new insights regarding the response of tissues surrounding the teeth and dental implants by developing novel surgical and non-surgical methods that can serve as a foundation to transform our knowledge towards these topics.At first, a new method was proposed on an animal model (mongrel adult dog) to orthodontically move dental implants using minimally invasive tunnel like flap combined with atraumatic piezo-surgical bone cutting. This conservative surgical approach is considered a step forward towards following the recent trend that is currently favored by most of the surgeons which aims toward minimally invasive surgical approaches that provide less pain and less risk of complications.After that, an in-depth review was done investigating the role of a non-invasive method which was the pulsed ultrasound in prevention and repair of root resorption in addition to acceleration of orthodontic tooth movement to better illustrate the exact mechanisms that control the orthodontic tooth movement in addition to the possible complications and factors that can modify it.Then, to further understand the surrounding structures around the teeth, an in-depth description of the rheological properties and the orientation of fibers in different regions of murine periodontal ligament was done by using atomic force and multi-photon microscopes. A significant variation in elasticity in different regions was noticed. Moreover, elasticity of periodontal ligament showed a significant tendency to become more softer towards the furcation which considered as the nearest area to the center of resistance of the tooth. This can open a new prospective for connecting the tooth geometry that defines the center of resistance to the rheological adaptation of the periodontal ligament. Another important finding revealed by the multi-photon microscope is that orientation of fibers in the furcation region can both provide space for tooth vertical movement with high compressive loads and prevent tooth movement in the other direction via its particular orientation of fibers. Additionally, it was found that the dispersion of the angles at different levels indicate homogeneity in the directionality of fibers across different regions. These interesting can serve as a base for comparison with other local and systemic diseases that may influence the periodontal ligament.Finally, a split mouth randomized animal trail using Wister rats was done to compare the working range of Copper-Nickel-Titanium (CuNiTi) versus Nickel-Titanium (NiTi) orthodontic wires which was done utilizing a novel device. To the best of our knowledge this is the first study that perform a standardized in vivo evaluation of the working range of different orthodontic wire materials utilizing a simple, and convenient device that can be easily adjusted to the required force level and can be attached to any experimental animal. This novel device can open new avenues for experimenting orthodontic wire materials based on standardized measurements of not only mechanical but also biological effects. By this we can resolve many contradicting results that currently exist in the orthodontic community which are caused by lack of standardization in clinical studies.Keywords: Computed tomography; Digital imaging; Orthodontic materials; Orthodontic tooth movement; Root resorption; Low intensity pulsed ultrasound; LIPUS; US; Orthodontics; dental implants, piezotome, non-ionizing 3D imaging, orthodontic movement, minimally invasive; Periodontal Ligament; Atomic Force Microscopy; Multiphoton Microscopy; Young’s modulus; Collagen fibers; Second Harmonic Generation.