Une lumière éclatante sur les dents sensibles
Approfondir notre compréhension de l'hypersensibilité de la dentine
Vous êtes-vous déjà demandé quel était le lien entre la sensibilité dentaire et les objets romains enterrés dans la villa familiale de Jules César ?
La réponse a la taille de huit stades de football et génère une lumière plus d'un milliard de fois plus brillante que le soleil.1 Bienvenue dans la science du synchrotron, où une technologie d'imagerie remarquable jette une lumière puissante sur l'hypersensibilité dentinaire (ou sensibilité dentaire, comme on l'appelle plus communément) - et permet de mieux comprendre comment les produits contre la sensibilité agissent.
Lisez la suite pour en savoir plus.
Qu'est-ce qu'un synchrotron ?
En 2015, des scientifiques ont utilisé l'une des installations à rayons X les plus grandes et les plus lumineuses au monde pour découvrir des écrits sur d'anciens parchemins enfouis et carbonisés par l'éruption du Vésuve en 79 après J.-C.2 Les parchemins d'Herculanum, excavés d'une villa liée à Jules César en 1752, étaient carbonisés, fragiles et impossibles à lire. Aujourd'hui, grâce à l'imagerie aux rayons X à haute énergie dans une gigantesque machine appelée synchrotron, des textes entiers de la « bibliothèque invisible » sont sur le point d'être vus par un public moderne.3 L'invisible devient visible.
Aujourd'hui, cette même technologie est utilisée pour améliorer notre compréhension des dents sensibles, avec des résultats tout aussi éclairants. Le rayonnement synchrotron - cent milliards de fois plus lumineux que les rayons X des hôpitaux - permet pour la première fois aux scientifiques d'examiner l'intérieur des dents pour voir comment les formules de dentifrice affectent l'occlusion de la dentine au fil du temps. Nous pensons qu'il s'agit d'une science révolutionnaire. Et elle est à l'origine d'un changement radical dans la compréhension des dentifrices.
Hypersensibilité dentinaire : le point douloureux
L'hypersensibilité dentinaire (DH), ou sensibilité des dents, est une affection très répandue. Pas moins d'un tiers de la population adulte en souffre, mais seulement la moitié d'entre eux s'en préoccupent activement.4 Ces chiffres sont d'autant plus surprenants lorsque l'on sait que quelque chose d'aussi simple que le choix de notre dentifrice peut contribuer à soulager la douleur causée par l'hypersensibilité dentinaire. Aujourd'hui, grâce à de nouvelles recherches pionnières, nous commençons à voir comment cela se passe de manière encore plus détaillée.
La recherche sur l'hypersensibilité dentinaire est en cours depuis plus d'un siècle et se concentre en grande partie sur la théorie hydrodynamique, qui stipule que le mouvement des fluides dans les tubules dentinaires est une cause primaire de la sensibilité.5,6 Des études ont exploré la manière dont les formulations de dentifrice peuvent occlure les tubules dentinaires et bloquer les voies de passage dans la dentine. Cela peut réduire la circulation des fluides et empêcher les nerfs dentaires de se déclencher. Mais il faut le voir pour le croire.
Ces dernières années, les techniques d'imagerie conventionnelles nous ont permis de montrer la profondeur et la durabilité de l'occlusion de la dentine sur les dents brossées. Mais, jusqu'à présent, nous n'avons pas été en mesure de visualiser l'impact de nos formulations de dentifrice sur l'occlusion au fil du temps avec un tel niveau de détail spatial. Il s'agit d'une tâche redoutable : après tout, une tubule a un cinquantième du diamètre d'un cheveu, et il peut y en avoir jusqu'à 30 000 dans une dent. Le contrôle de l'effet d'un dentifrice sur une microstructure aussi complexe bénéficie d'une toute nouvelle approche et d'une technologie de pointe.
Haleon Consumer Healthcare, où notre détermination à faire progresser la science de la sensibilité continue d'entraîner des améliorations dans nos formules de dentifrice Sensodyne. Cette détermination nous a conduits à l'Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) de Grenoble - l'un des plus grands synchrotrons au monde - pour repousser les limites de ce qui est possible en matière de compréhension de la technologie des dentifrices.
Dr Christabel Fowler, responsable de l'innovation dans le domaine de la santé bucco-dentaire, Haleon Consumer Healthcare, explique pourquoi :
« Nous nous efforçons toujours d'améliorer nos formulations, en utilisant le meilleur de la science pour protéger et soulager les personnes souffrant de sensibilité. Nos travaux sur le synchrotron s'inscrivent dans cette optique. Nous voulons mettre au point de nouvelles techniques qui nous permettent d'examiner plus en détail la structure des dents et le mode d'action de nos produits. Si nous pouvons mieux visualiser le fonctionnement de nos dentifrices, il sera plus facile pour les professionnels des soins dentaires de comprendre la science qui les sous-tend et d'aider les patients à choisir une pâte qui les aidera à se libérer de la douleur des dents sensibles. »
Nos partenaires experts nous ont appris que la compréhension du mode d'action d'un dentifrice peut améliorer la consultation du patient. Le Dr Liz Mitrani, dentiste à New York, déclare : « Si je peux comprendre les aspects scientifiques d'un dentifrice, je peux le recommander en toute confiance. Si je peux visualiser son fonctionnement et l'expliquer aux patients, ils seront beaucoup plus enclins à le respecter. »
C'est un grand prix. Et c'est ce qui nous a motivés à nous rendre à l'ESRF - pour aider les dentistes à voir cette science dans les détails microscopiques.
Science du synchrotron
L'ESRF est un phare pour la science, le rayonnement synchrotron étant à l'origine de certaines des découvertes les plus révolutionnaires au monde. Par exemple, dans le cadre de travaux couronnés par le prix Nobel, des scientifiques ont utilisé l'ESRF pour élucider la structure du ribosome.7 Sans ribosomes, la vie n'existerait pas. Sans le synchrotron, nous ne le saurions jamais. L'ESRF joue également un rôle important dans le développement de médicaments antiviraux et dans la recherche de vaccins contre le COVID-19.8
En fait, les propriétés exceptionnelles des rayons X synchrotron aident à percer les secrets de tout, des virus aux organes vitaux, en passant par les piles, le verre et les parchemins d'Herculanum. Aujourd'hui, dans le cadre d'une recherche scientifique inédite, l'ESRF braque sa lumière sur les dents - nous permettant de voir ce qui se passe à l'intérieur des tubules dentinaires en 3D, au fil du temps, après l'utilisation de Sensodyne Répare & Protège.
Quelle est la durée de vie de la dent ?
La science de l'hypersensibilité dentinaire a progressé grâce aux techniques d'imagerie conventionnelles qui ont montré l'effet du dentifrice sur de petits échantillons de tubules dentinaires. Cependant, bien que des techniques telles que la microscopie électronique à balayage par faisceau d'ions focalisés (FIB-SEM) offrent une résolution ultra-élevée, leur champ de vision est restreint. Les synchrotrons permettent d'examiner des zones beaucoup plus vastes en 3D. Avec des détails microscopiques. Et à grande vitesse.
Alors que les études FIB-SEM ne peuvent analyser que 30 à 40 tubules à la fois, les synchrotrons peuvent en examiner des milliers en quelques minutes avec un seul balayage. Cela permet d'obtenir une vue plus représentative de ce qui se passe dans une dent. Nous pouvons voir jusqu'où l'occlusion s'est déplacée et combien de temps elle reste en place.
De même, la plupart des techniques conventionnelles sont destructrices : les scientifiques doivent découper des échantillons pour voir à l'intérieur, ce qui signifie que chaque balayage nécessite un échantillon différent. L'imagerie synchrotron n'est pas destructive et permet des études « chronologiques » qui scannent les mêmes tubules dentinaires, encore et encore, pour montrer l'effet d'un dentifrice sur l'occlusion à différents moments. Il s'agit d'une passerelle vers l'imagerie 4D, où la quatrième dimension est le temps. Cette technique pourrait transformer le traitement des dents sensibles.
Protection de la dentine
Nous travaillons sur le dentifrice Sensodyne Répare & Protège depuis une dizaine d'années et nous voulions visualiser le mode d'action d'une nouvelle formulation remaniée que nous développons depuis quatre ans : Sensodyne Répare & Protège.
La formulation contient la technologie brevetée NovaMin et du fluorure de sodium, et il est prouvé qu'elle aide à réparer la dentine exposée.9–11 NovaMin forme une couche robuste semblable à l'hydroxyapatite sur la dentine exposée et à l'intérieur des tubules dentinaires exposés9–12 - et cette couche est plus dure que la dentine sous-jacente.13–16
La formulation de Sensodyne Répare & Protège est cliniquement prouvée pour soulager - et fournir une protection durable contre - l'hypersensibilité dentinaire.17-19 Mais nous voulions aller plus loin et voir encore plus en détail comment elle agissait sur la dentine au fil du temps. Selon Dr. Kamel Madi, cofondateur de 3Dmagination, qui a dirigé l'étude chronologique ultérieure à l'ESRF, le synchrotron était le seul endroit où aller :
« Les tubules sont complexes, leur densité, leur diamètre et leur orientation variant d'un endroit à l'autre. L'occlusion est également complexe, le « blocage » dépendant de la profondeur et du temps ; un tubule bloqué peut avoir la possibilité de s'ouvrir à nouveau. Par conséquent, la mesure de la profondeur de l'occlusion - et la cartographie des mécanismes de blocage au fil du temps - nécessite un accès dynamique à la morphologie 3D des tubules. Cela n'est vraiment possible qu'avec un synchrotron ».
L'étude temporelle, que le Dr Madi décrit comme « un film en 3D », a utilisé la tomographie à contraste de phase pour visualiser les caractéristiques complexes de la dentine. « Chaque échantillon a été brossé avec la formulation - Sensodyne Répare & Protège - puis placé sur un plateau d'échantillonnage situé entre la source de rayons X et le détecteur, et soumis à une rotation continue de 180°. Après chaque micro-rotation - environ 0,072° - nous avons recueilli une image de l'ombre de l'échantillon (projection). Les mêmes échantillons ont ensuite été placés dans de la salive artificielle pour stimuler une réaction avec l'ingrédient actif - et scannés à nouveau à différents moments sur une période de 8 heures. Les projections, qui se comptent par milliers, ont ensuite été reconstruites en une image 3D à des fins d'analyse. »(figure 1)
Figure 1. Visualisation de la profondeur d'occlusion moyenne (um) dans les échantillons de dentine traités in vitro avec la formule de dentifrice à base de Novamine (N) de Sensodyne Répare & Protège (contenant 5 % de Novamine).20
Rendre l'invisible visible
L'étude a montré que la nouvelle formulation pénètre profondément dans la microstructure des tubules et construit une couche réparatrice solide sur la surface de la dentine pour une protection durable de la sensibilité. Nous nous sommes à nouveau tournés vers l'imagerie conventionnelle pour valider l'analyse aux rayons X. Les mêmes échantillons que ceux utilisés à l'ESRF ont été transportés au laboratoire Cavendish. Les mêmes échantillons utilisés à l'ESRF ont été transportés à la Cavendish Microscopy Suite de l'université de Cambridge pour l'imagerie et l'analyse FIB-SEM.
Le FIB-SEM fournit une imagerie à plus haute résolution qui aide à comprendre ce qui se passe à l'intérieur des tubules. Le Dr Richard Langford, responsable de la Cavendish Microscopy Suite, explique :
Nous avons utilisé un faisceau d'ions pour découper les échantillons, puis nous avons examiné la face coupée avec un faisceau d'électrons. Cette opération a été répétée plusieurs fois pour obtenir une visualisation en 3D de l'occlusion sous la surface. Nous avons également utilisé une troisième technique - la microscopie électronique à transmission - pour examiner la composition chimique et structurelle du matériau d'occlusion.
« Les études ont montré que la nouvelle formulation [Sensodyne Répare & Protège] entraînait une occlusion profonde des tubules et la présence de fluor dans le matériau formé. Finalement, l'étude FIB-SEM nous a permis de valider les données du synchrotron : la profondeur moyenne d'occlusion observée était similaire à celle calculée à partir du traitement aux rayons X. »
La grande science, pour les petits moments
Dr. Mitrani pense que les avancées scientifiques résultant de ces études ne peuvent qu'améliorer la santé bucco-dentaire. « Il est passionnant d'en apprendre davantage sur la science et de comprendre le mécanisme au niveau microscopique, car c'est notre base. Une fois que nous aurons compris cette base, nous pourrons nous appuyer dessus pour prescrire les produits avec plus de confiance ».
À plus long terme, l'étude synchrotron pourrait entraîner un changement radical dans l'ingénierie des dentifrices. Le Dr Madi déclare : « Cette recherche a révolutionné la façon dont nous regardons les dents brossées - en nous permettant de voir à l'intérieur de milliers de tubules et d'observer, en 3D, les changements qui s'y produisent. Il reste encore beaucoup à faire, mais cette technique passionnante ouvrira de nouvelles portes pour l'optimisation des dentifrices et la conception de formulations sur mesure ».
La science de la sensibilité continuera à progresser, mais les résultats obtenus jusqu'à présent sont passionnants pour les patients. Car il a fallu quatre ans - et la lumière la plus vive que l'on puisse imaginer - pour le tester en laboratoire et montrer à quel point Sensodyne Répare & Protège agit en profondeur. Mais il suffit d'une fraction de seconde - et d'une gorgée de limonade glacée - pour prouver que cela fonctionne dans la vraie vie.
La grande science, pour les petits moments spéciaux. Parce que la vie est trop courte pour la sensibilité.
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