La parodontite touche près de la moitié des Américains de 30 ans et plus, et à ses stades avancés, cela pourrait entraîner une perte précoce des dents ou pire. Des études récentes ont montré que la parodontite pourrait également augmenter le risque de maladie cardiaque et de maladie d'Alzheimer.

Une équipe de chercheurs de l'UCLA a mis au point des méthodes qui pourraient conduire à un traitement plus efficace et plus fiable des maladies parodontales, des méthodes qui favorisent la régénération des tissus gingivaux et des os avec des caractéristiques biologiques et mécaniques pouvant être ajustées en fonction des besoins de traitement. L'étude est publiée en ligne dans ACS Nano .

La parodontite est une maladie chronique, maladie destructrice qui enflamme les gencives entourant la dent et finit par dégrader la structure maintenant la dent en place, formation de poches infectées entraînant une perte osseuse et dentaire. Les traitements actuels comprennent des méthodes de lutte contre les infections; application de molécules qui favorisent la croissance des tissus, également connu sous le nom de facteurs de croissance; et la régénération tissulaire guidée, qui est considéré comme la norme de soins optimale pour le traitement de la parodontite.

Régénération tissulaire guidée, en cas de parodontite, implique l'utilisation d'une membrane ou d'un film mince qui est placé chirurgicalement entre la gencive enflammée et la dent. Membranes, qui se présentent sous des formes non biodégradables et biodégradables, sont destinés à agir non seulement comme des barrières entre l'infection et les gencives, mais aussi comme système d'administration de médicaments, antibiotiques et facteurs de croissance au tissu gingival.

Malheureusement, les résultats de la régénération tissulaire guidée sont incohérents. Les membranes actuelles n'ont pas la capacité de régénérer directement le tissu gingival et ne sont pas capables de maintenir leur structure et leur stabilité lorsqu'elles sont placées dans la bouche. La membrane ne peut pas non plus supporter l'administration prolongée de médicaments, ce qui est nécessaire pour aider à guérir les tissus gingivaux infectés. Pour les membranes non biodégradables, plusieurs interventions chirurgicales sont nécessaires pour retirer la membrane après la libération de tout médicament, ce qui compromet le processus de guérison.

"Compte tenu des inconvénients actuels de la régénération tissulaire guidée, nous avons vu le besoin de développer une nouvelle classe de membranes, qui ont des propriétés de régénération tissulaire et osseuse ainsi qu'un revêtement flexible qui peut adhérer à une gamme de surfaces biologiques, " a déclaré le Dr Alireza Moshaverinia, auteur principal de l'étude et professeur adjoint de prosthodontie à l'UCLA School of Dentistry. « Nous avons également trouvé un moyen de prolonger le délai de livraison des médicaments, qui est la clé d'une cicatrisation efficace des plaies."

L'équipe a commencé avec un polymère approuvé par la FDA, une molécule synthétique à grande échelle couramment utilisée dans les applications biomédicales. Parce que la surface du polymère n'est pas adaptée à l'adhésion cellulaire dans le traitement parodontal, les chercheurs ont introduit un revêtement de polydopamine, un polymère qui possède d'excellentes propriétés adhésives et peut se fixer aux surfaces dans des conditions humides. L'autre avantage de l'utilisation d'un tel revêtement est qu'il accélère la régénération osseuse en favorisant la minéralisation de l'hydroxyapatite, qui est le minéral qui compose l'émail des dents et l'os.

Après avoir identifié une combinaison optimale pour leur nouvelle membrane, les chercheurs ont utilisé l'électrofilage pour lier le polymère au revêtement de polydopamine. L'électrofilage est une méthode de production qui fait tourner simultanément deux substances à une vitesse rapide avec des charges positives et négatives, et les fusionne pour créer une substance. Pour améliorer la surface et les caractéristiques structurelles de leur nouvelle membrane, les chercheurs ont utilisé des modèles de treillis métalliques en conjonction avec l'électrofilage pour créer différents motifs, ou micro-motif, semblable à la surface d'une gaze ou d'une gaufre.

"En créant un micro motif à la surface de la membrane, nous sommes maintenant capables de localiser l'adhésion cellulaire et de manipuler la structure de la membrane, " a déclaré le co-auteur principal Paul Weiss, Chaire présidentielle de l'UC et professeur distingué de chimie et de biochimie, bio-ingénierie, et la science et l'ingénierie des matériaux à l'UCLA. « Nous avons pu imiter la structure complexe du tissu parodontal et, une fois placé, notre membrane complète la fonction biologique correcte de chaque côté."

Pour tester la sécurité et l'efficacité de leur nouvelle membrane, les chercheurs ont injecté à des modèles de rats des cellules souches humaines dérivées de la gencive et des cellules souches du ligament parodontal humain. Après huit semaines d'évaluation de la dégradation des membranes et de la réponse tissulaire, ils ont observé que les motifs, la membrane polymère revêtue de polydopamine présentait des niveaux plus élevés de gain osseux par rapport aux modèles sans membrane ou à une membrane sans revêtement.

Afin de s'adapter à un large éventail d'applications médicales et dentaires, les chercheurs ont également trouvé un moyen d'ajuster la vitesse à laquelle leurs membranes se dégradaient lorsqu'elles étaient insérées dans leurs modèles. Ils l'ont fait en ajoutant et en soustrayant différents agents oxydants ou en utilisant des bases polymères plus légères avant de passer par le processus d'électrofilage. La possibilité d'augmenter ou de diminuer les taux de dégradation a aidé les chercheurs à contrôler le moment de l'administration des médicaments aux zones souhaitées.

"Nous avons déterminé que nos membranes étaient capables de ralentir l'infection parodontale, favoriser la régénération osseuse et tissulaire, et rester en place assez longtemps pour prolonger l'administration de médicaments utiles, ", a déclaré Moshaverinia. "Nous voyons cette application s'étendre au-delà du traitement de la parodontite à d'autres domaines nécessitant une cicatrisation accélérée des plaies et des traitements médicamenteux prolongés."

Les prochaines étapes des chercheurs sont d'évaluer si leurs membranes peuvent délivrer des cellules avec des facteurs de croissance en présence ou en l'absence de cellules souches.