Diagramme en coupe de l’implant dentaire intelligent (SDI : Smart Dental Implant), qui existe en tant que prototype de preuve de concept physique.
Si les dents artificielles implantées constituent une alternative à long terme aux prothèses dentaires, elles doivent parfois être remplacées par une intervention chirurgicale en cas d’infection chronique des gencives. Les scientifiques travaillent donc sur un meilleur implant, qui produirait de l’électricité grâce aux mouvements de la bouche.
Actuellement mis au point par le professeur adjoint Geelsu Hwang et ses collègues de l’université d’État de Pennsylvanie, l’implant se compose d’une dent artificielle d’aspect naturel (la couronne), à l’intérieur de laquelle se trouve un corps en acier qui intègre un circuit redresseur, une batterie et un anneau de micro-LED dans le proche infrarouge autour de sa base exposée. Cette base fait saillie au bas de la couronne et est fixée par une vis dans l’os de la mâchoire du patient.
La couronne est faite de résine dentaire combinée à des nanoparticules d’un composé inorganique appelé titanate de baryum. Ce dernier est un matériau piézoélectrique, c’est-à-dire qu’il génère une charge électrique en réponse à une contrainte mécanique.
On espère que des mouvements tels que la mastication seront suffisants pour générer une charge qui pourra être stockée dans la batterie. Cette batterie alimenterait alors périodiquement les micro-LED, afin qu’elles puissent irradier le tissu gingival environnant. Des études ont déjà montré qu’une telle exposition thérapeutique à la lumière, appelée photothérapie, peut contribuer à réduire l’inflammation et à accélérer la guérison des tissus gingivaux endommagés par des infections.
En outre, les tests de laboratoire de l’équipe ont montré que la charge de surface négative des particules de titanate de baryum repousse les parois cellulaires chargées négativement des bactéries Streptococcus mutans orales. Cela signifie que les bactéries ne devraient pas s’accrocher à la couronne et former les biofilms que nous connaissons sous le nom de plaque dentaire – réduisant ainsi la probabilité d’apparition d’infections en premier lieu.
L’université affirme que le composite résine/nanoparticules a conservé son effet piézoélectrique au cours de nombreux tests. Il offre également une résistance mécanique similaire à celle des composites dentaires existants, sans compter que les nanoparticules de titanate de baryum ne s’en échappent pas et qu’il ne nuit pas aux tissus gingivaux sains.
« Nous espérons poursuivre le développement du système d’implants et le voir commercialisé afin qu’il puisse être utilisé dans le domaine dentaire », souligne Geelsu Hwang.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c11791
