Les dents endommagées par un traumatisme ou une maladie nécessitent un traitement pour avoir l'air et se sentir comme neuves, mais les matériaux de restauration disponibles pour les dentistes ne durent pas toujours et peuvent être coûteux pour les patients.

Fernando Luis Esteban Florez, professeur adjoint au Centre des sciences de la santé de l'Université de l'Oklahoma, Collège de médecine dentaire, mène des recherches sur le réacteur isotopique à haut flux (HFIR) du laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) du ministère de l'Énergie (DOE) pour essayer de changer cela.

Les biomatériaux dentaires actuels ont des limites, selon Esteban Florez. Les nouveaux matériaux pourront non seulement se lier plus étroitement aux structures d'émail qu'ils sont conçus pour réparer, mais aussi repousser les bactéries qui attaquent les obturations et les implants.

"En réalité, le remplacement des restaurations défaillantes représente 70 % du temps passé au fauteuil des dentistes pour un coût annuel de 298 milliards de dollars dans le monde, " a déclaré Esteban Florez. " Notre objectif est de créer des biomatériaux dentaires restaurateurs intelligents qui sont moins chers et n'ont pas besoin d'être remplacés tous les cinq à sept ans. "

La recherche sur la diffusion des neutrons fournit des informations qui peuvent conduire au développement de nouveaux matériaux pour la dentisterie implantaire, il a dit.

« Un implant dentaire peut coûter jusqu'à 4 $, 500 par dent. Et cela n'inclut pas le coût des réparations en cas d'échec de la procédure ; donc, développer des matériaux biocompatibles à base de polymères ou de céramiques pour remplacer ces métaux pourrait grandement bénéficier aux patients, " a-t-il déclaré. " La création de nouveaux matériaux plus biocompatibles avec le corps humain serait un grand atout pour la dentisterie, et les neutrons peuvent être l'outil parfait pour évaluer les matériaux potentiels à cette fin."

Esteban Florez a déjà réalisé des expériences de diffusion de neutrons à l'ORNL pour explorer la modification de surface et la fonctionnalisation de nanoparticules d'oxyde métallique dans des résines adhésives dentaires expérimentales. Les nanoparticules ont des propriétés antibactériennes et bioactives à long terme. Maintenant, il veut voir si la diffusion des neutrons peut l'aider à mieux comprendre exactement comment différents matériaux de restauration interagissent avec l'émail, dentine, et le collagène dans les dents.

Spécifiquement, il a utilisé l'instrument IMAGING au HFIR pour étudier une petite collection de dents humaines qui avaient été restaurées soit avec un amalgame dentaire, ou un composite de résine. Ces matériaux ont été liés aux structures dentaires de l'échantillon à l'aide de ses résines adhésives dentaires expérimentales, qui contiennent des concentrations variables de nanoparticules d'oxyde métallique.

Il travaille désormais avec Hassina Bilheux, scientifique senior en imagerie neutronique à HFIR, pour reconstruire ses données en rendus tridimensionnels, il peut les utiliser pour observer les interactions entre les biomatériaux dentaires restaurateurs et les structures dentaires.

« La tomographie neutronique est une technique puissante pour explorer les aspects internes des matériaux organiques tels que les tissus biologiques. Ces échantillons contiennent beaucoup d'hydrogène ; et comme les neutrons sont particulièrement sensibles à l'hydrogène, nous pouvons générer des images très détaillées de leurs microstructures, " dit Bilheux.

"Les neutrons peuvent être utilisés pour sonder les structures au sein des tissus organiques de manière non destructive et me permettre de comprendre comment les biomatériaux dentaires restaurateurs interagissent avec l'ensemble du système dentaire, ", a déclaré Esteban Florez.

Esteban Florez a déclaré que ses recherches étaient axées sur le développement de matériaux de restauration à base de polymères dotés de propriétés antibactériennes et bioactives sans lessivage et à long terme qui peuvent être améliorées à l'aide d'une irradiation à la lumière visible. Une fois pleinement développé, ces matériaux ont la promesse de tuer les bactéries pénétrantes, se lie naturellement aux composants organiques et inorganiques des dents, et guident la croissance de l'hydroxyapatite (les éléments constitutifs de l'os et des dents) pour sceller l'interface dent/biomatériau.

En cas de succès, ils augmenteront la durabilité des matériaux de restauration à base de polymères actuels et réduiront les coûts des soins de santé bucco-dentaire.

« Il y a encore beaucoup de recherches à faire sur ce sujet, mais nous espérons que notre travail aura un impact significatif et positif sur le domaine de la dentisterie restauratrice, " il a dit.