République Algérienne Démocratique et Populaire

Université d'Alger- Faculté de Médecine

Département de Chirurgie Dentaire

CHU – Beni Messous

Service d'Odontologie Conservatrice

Professeur :Stambouli

Perméabilité de

L'email & de la dentine

Présenté par : Dr Haroun.Zakaria

Supervisé par : Dr Moussa

année universitaire :2013/2014

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Le plan

I IntroductionII Rappels :

1 L’émail : Composition Structure Les éléments structuraux intervenant dans les échanges

2 La dentine : Composition Structure Les éléments structuraux intervenant dans les échanges

III La perméabilité de l'email et de la dentine 1 Définition 2 La perméabilité amélaire 1. Les différentes voies d’échanges

a) La voie poreuseb) La voie protéique

2. Les mécanismes d’échangesa) L’Osmoseb) La Pression hydrostatiquec) L’Evaporation d) La Capillarité

3. Les paramètres d’échange 4. Les espèces d’échange 5. Facteurs de variation de la perméabilité 6. Perméabilité et processus de déminéralisation/reminéralisation. 7. Perméabilité amélaires et fluor. 8.Influence de la sénescence amélaire sur la perméabilité

3 La perméabilité dentinaire 1-Rôle de la structure dentinaire dans la perméabilité :

a) Voie tubulaire b) Barriere odontoblastiquec) La voie organique et poreuse d) La voie fonctionnelle

2. Mécanismes impliqués dans la perméabilité dentinaire:a) La Diffusionb) L’Evaporationc) Le Mouvement de fluide vers l’extérieur

3. Théorie hydrodynamique de la sensibilité dentinaire Stimulation et mouvement de fluide Mouvement de fluide et activité nerveuse pulpaire

Application à l’hypersensibilité dentinaire4. Les facteurs de variation de la perméabilité dentinaire.5. Influence de la sénescence dentinaire sur la perméabilité6. Rôle de la perméabilité dans le mécanisme de blanchiment

ConclusionBibliographie

- Histologie de l’émail M. Goldberg 28-110-M-10 2008

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- Histologie du complexe dentinopulpaire M. Goldberg 28-115-B-10 2008 - La Dent normale et pathologique. De boeck university

- Piette Etienne. Michel Goldberg « La dent normale et pathologique ». 2001.

- CES paris 5

Introduction :

Bien qu’étant considéré comme le tissu le plus dur de l’organisme et constituant avec la dentine une véritable barrière entre le milieu buccal et la pulpe, l’émail dentaire est une membrane semi-perméable qui est en permanence le siège d’échanges ioniques à l’origine de phénomène de déminéralisation ou de reminéralisation en fonction du taux d’acidité de la salive. Quant à la dentine, elle est parcourue par de nombreux micro-canaux qui offrent une voie de pénétration directe vers la pulpe richement vascularisée et de là, vers la circulation générale.

II-Rappels :

1. L’EMAILa) Composition

L’émail humain mature se compose d’une phase minérale représentant 96% en poids, 87-91% en volume, d’une phase organique représentant 0,4% en poids, 2% en volume, et d’une phase aqueuse soit 3,6% (dont 1% d’eau libre) en poids et 7-11% en volume

i. La phase organique

La matrice organique de l’émail contient des protéines et des traces de lipides, répondant à une distribution sélective en rapport avec l’amélogénèse. Il s’agit des espaces non minéralisés formant des pores au niveau des gaines de prisme, à l’interface entre prismes et substance inter-prismatique. On distingue deux principaux groupes de protéines matricielles, les amélogénines (< 31kDa) d’une part et les protéines non-amélogénines (>50kDa) d’autre part, dont l’amélobastine, l’énaméline et la tufteline, auxquelles il convient d’ajouter des enzymes protéolytiques (métallo-protéases, serine-protéases, phosphatases), des protéinessériques, des glycoprotéines sulfatées, des protéines liant le calcium. Toutes ces protéines sont impliquées aux différents stades de l’amélogénèse et dans la formation et la croissance des cristallites et sont pour l’essentiel dégradées et éliminées lors de la maturation de l’émail, et il n’en subsiste qu’un infime reliquat dans l’émail mature.

1.2.2. La phase minéraleLa phase minérale est composée de cristaux de phosphate de calcium sous la forme d’apatite carbonatée, de formule Ca10(PO 4)6-(OH)2, associée à des traces d’autres éléments minéraux : sodium, potassium, magnésium, chlore, fluor. Une mention particulière peut être faite pour ce dernier qui existe sous plusieurs formes dans l’émail, incorporé ou non dans la maille cristalline. Alors que les substitutions par molécules extrinsèques déstabilisent le cristal d’hydroxyapatite qui devient plus soluble, les ions fluor font exception : en se substituant au groupement hydroxyles de l’apatite en cours

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de formation, ils rendent les cristaux plus stables et plus difficiles à dissoudre. Le module le plus élémentaire est le monocristal d’hydroxyapatite de dimension a=b=9,4 °A et C=6,9 °A. Ces monocristaux sont empilés au sein des cristallites qui prennent la forme d’un long et mince ruban s’enroulant en spirale sur lui-même lorsqu’ils sont observés en coupe longitudinale et d’un hexagone lorsqu’ils sont observés en coupe transversale.Les cristallites sont regroupés selon deux configurations : l’émail prismatique et inter prismatique, de composition identique et qui diffèrent uniquement par l’orientation des cristallites (variations d’angulation d’environ 60°). L’ensemble de l’épaisseur de l’émail est constitué pour l’essentiel d’une couche prismatique, et à ses deux extrémités de deux couches fines aprismatique interne (2-4μm) et et externe (20-80μm). Les prismes sont au nombre de 30.000/40.000 prismes/mm2.Leur trajet n’est pas rectiligne mais plutôt curviligne conférant une architecture spécifique associée à deux structures remarquables :Les bandes de Hunter-Schreger qui sur des coupes polies apparaissent sous forme des bandes alternées claires et sombres, les diazonies et parazonies, selon que les faisceaux de prismes sont sectionnés longitudinalement ou transversalement; Les stries de Retzius qui reflètent la périodicité des dépôts matriciels (tous les 7 – 10 jours) et traversent tout l’émail depuis la JAD jusqu’à la surface délimitant des segments de 25 à 30 μm d’épaisseur ; Ces constituent des interférences régulières infléchissant à leur contact le trajet des prismes. Les stries de Retzius forment en surfaces des dépressions en coup d’ongle, espacées de 30 à 100 μm, les périkymaties : celles-ci sont nettement visibles sur toutes les faces des dentsjeunes après l’éruption et donnent à l’émail un aspect légèrement rugueux; Elles disparaissent par la suite progressivement en liaison avec l’usure fonctionnelle ou les attaques érosives de l’émail de surface.

b) Les éléments structuraux intervenant dans les échanges métaboliques :Prismes d’email : Assemblage de bâtonnets minéralisés procurant l’email dans toute son épaisseur ; qui sont entourés d’une gaine prismatique et séparés par une substance inter-prismatique.

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Les lamelles : Fissures droites hypo-minéralisées perpendiculaire à la surface de la dentine et remplie de matériel organique (produit de l’email meulé et débris salivaires).

Les buissons d’email  : Zones hypo-minéralisées liées à la JAD et irradiant en touffe riche en phosphore.

2. la dentine

a. Composition Les substances organiques: Elles représentent 15 à 20 %

Fibres de collagènes (90%) + substance inter fibrillaire non collagénique. Les sels inorganiques : Ils représentent 70% Eau 10%

b. Structure Dentine initiale ou dentine primaire :

C'est une dentine qui se forme pendant le stade embryonnaire. Elle possède une disposition régulière de la dentine avec un agencement régulier des odontoblastes, et ce à cause des efforts minimes qu'elle subit à l'intérieur pendant cette période.

La Dentine secondaire : Au fur et à mesure que les contraintes fonctionnelles augmentent pour la dent, la formation de la dentine augmente jusqu'à empiéter sur la chambre pulpaire. Les dentinoblastes sécrètent de la matrice organique et se rétractent vers le centre Cette dentine secondaire et produite pendant toute la vie de la dent.

La Dentine tertiaire : Face à une agression en provenance de la cavité buccale la pulpe cherche à préserver sa vitalité en synthétisant un tissu cicatriciel appelé dentine tertiaire.

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Dent usée. « Buissons » de l’émail

Dent usée. Lamelles de l’émail formant des fissures partant de la surface de l’émail et perpendiculaires à la jonction amélo-dentinaire

Cette dernière comprend deux types de dentines qui différent par la nature de la réponse pulpaire observée, la structure de la dentine formée et le type de cellules impliquées, ce sont :

- La dentine tertiaire réactionnelle édifiée à partir d’odontoblastes préexistantes- La dentine réparatrice édifiée à partir de cellules jeunes, récemment

différenciées en odontoblastes.

a. Les éléments structuraux intervenant dans les échanges métaboliques : Les Tubuli dentinaires :

S’étendent à travers toute l’épaisseur de la dentine depuis la pulpe vers la Jonction Amélo-Dentinaire et Cemento-Dentinaire.Ils jouent un rôle important au cours de la dentinogènese par le transport de protéines qui vont composer la matrice extracellulaire de la dentine en formation, et par le transport des phosphates calciques au cours de la minéralisation.

Orifices des tubuli dentinaires avec Odontoblastes étoilés collés sur la dentine (Microscopie électronique à balayage).

Le Contenu des tubuli dentinaires :Les prolongements des fibres nerveuses et le fluide dentinaire jouent un rôle important dans les échanges au sein « collagène-protéine ».

La barrière odontoblastique :Sa nature et sa perméabilité influencent les échanges entre « tubuli et pulpe ». Cette perméabilité est altérée en cas d’inflammation ou après réparation

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Zone odontoblastique : 1-Dentine, 2- odontoblaste, 3- fibres de von korff

Les lignes de croissance de Von Ebner :Ce sont des lignes hypo-minéralisées, physiologiques entre deux couches successives de dentine. Elles sont perpendiculaires aux tubuli et parallèles entre elles.

Dentine inter globulaire :C’est une zone où la dentine est peu ou pas minéralisée. Elle est fréquente dans la dentine de la couronne, près de la pulpe et de la jonction amélo-dentinaire. Elle est traversée par des tubuli normaux ou de diamètre élargi et représente une zone de fragilité pour la dent.

Unité métabolique :Prolongement odontoblastique + espace péri-cytoplasmique qui entoure ces prolongements + tubulus + dentine péri-tubulaire.

III La perméabilité de l'email et de la dentine

1 DéfinitionC’est le passage ou la diffusion des cations ou d’anions à travers une membrane poreuse.

2 Perméabilité amélaireLe transport des ions ou des molécules au travers de l’email est régi par plusieurs facteurs :

Propriétés structurales de l’email. Propriétés physicochimiques. Réactivité des espaces diffusants où le minéral amélaire induisant des

phénomènes d’adsorptions et d’échanges d’ions.1- Les différentes voies d’échanges :

a) La voie poreuseLa structure poreuse de l’email présente une répartition bimodale :

Les ports les plus petits ont un rayon compris entre 0,1-1nm. Les ports les plus larges ont un rayon compris entre 1,3-2,5nm.

L’eau contenue dans les ports de l’email représente une phase de transport pour la diffusion de petites molécules et d’ions.

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Unité métabolique

Les Lignes de Von Ebner

La perméabilité diminue de la JAD vers la surface externe.- Propriétés de la voie poreuse :

La propriété selon laquelle une membrane poreuse peut retarder sélectivement la diffusion de cations ou d'anions est nommée perméabilité sélective. Ainsi, l'effet de cette sélectivité sur la vitesse de diffusion ionique au travers de l'émail est reflété par le coefficient de diffusion de chaque ion. Des sections amélaires montrent une perméabilité sélective car il y a des charges à la surface des pores qui limitent la diffusion des ions de même charge. Deux facteurs influencent cette propriété de l'email :

le diamètre des pores membranaires et les charges fixées sur les murs de ces pores, qui peuvent être modifiées par

l’adsorption d'ions à partir de solutions

Les vitesses de diffusion différentes des cations et des anions au travers de la membrane sélective induisent la création d'un potentiel de membrane. Ce potentiel est contrôlé par deux autres facteurs reliés à la nature et à la concentration des ions diffusants :

Le rapport des activités ioniques de part et d'autre de la membrane, et la mobilité intrinsèque des ions diffusants.

Dans une solution pure de KCl, à pH neutre, l'émail montre une perméabilité sélective aux cations. Celle-ci suggère que les surfaces des pores amélaires sont chargées négativement. Ces charges peuvent être modifiées par adsorption d'autres ions. Dans le cas d’une déminéralisation carieuse ; la diminution de l’évolution de cette lésion in vitro après exposition salivaire est attribuée à des changements de perméabilité sélective de l’email induit par l’adsorption d’autres ions.Donc l’hypothèse d’un contrôle de la perméabilité sélective de la dent pourrait offrir une protection cariostatique.

b) La voie protéique :- C’est la voie de diffusion isotopique (Anwill et Coll).- 4 PM dont la couronne est bouillie puis plongée dans une solution.- L’isotope Na+ est versé dans la chambre pulpaire.- On mesure la diffusion de l’isotope au sein d’une solution à un intervalle

régulier.- Les valeurs révélées par les dents normales représentent 32 fois celles des

dents bouillies.- La coagulation des voies protéiques ralentit considérablement les échanges.

2- Les mécanismes d’échanges (voir détails colloque échanges métaboliques) a) L’osmose :

C’est le passage réciproque de deux liquides inégalement riches en molécules dissoutes à travers une membrane semi-perméable qui les sépare.C’est le transport d’eau ou d’une solution diluée (hypotonique) à une solution concentrée (hypertonique).L’email se comporte comme une membrane perméable ou non selon la taille d’ions dissous.C’est la fraction organique qui confère à l’email la propriété de se comporter comme une membrane osmotique.

b) La pression hydrostatique :Elle est limitée par rapport à la pression osmotique

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c) L’évaporation :Transformation de liquide en gaz sous l’effet de la chaleur. Elle est proportionnelle à la surface coronaire exposée.

d) La capillarité :Phénomène d’ascension du liquide dans les tubules due à la différence de tension superficielle entre deux milieux de nature différente.L’expérience de BERGMAN en 1963, in vitro (tube) et en 1965, in vivo (animal): Les gouttelettes d’eau observées sur la surface de l’email apparaissent au niveau inter-prismatique et elles sont influencées par la pression pulpaire et l’ascension capillaire.

3- Les paramètres d’échange- Osmose :

Valeur entre 0,08-0,25µl/h. (dans une direction centripète)- Pression hydrostatique :

Le flux centrifuge : pour une surface de 32µm d’H2O=0.05µl/h Pour une surface de 100µmd’H2O=O.1µl/h

- Débit d’évaporation : 3,5µl/h pour les dents jeunes. 0,5µl/h pour les dents âgées.La direction de transport est centrifuge.

- La vitesse :Le résultat de l’application des gradients osmotiques, d’évaporation, de pression n’apparait qu’au bout de quelques minutes et se stabilise en un quart d’heure.

4- Les espèces d’échange :- Les colorants : ils sont Limitées aux touffes ; buissons ; lamelles ou fêlures.- Les protéines : Leur passage dépend du poids moléculaire. - Les sucres : Molécules non chargées ont un coefficient de diffusion plus

important que celui de l’eau.- Les ions minéraux :

Na+: énergie d’action presque égale à celle des phases aqueuses.Ca++: 02 sites de diffusion : système inter et intra prismatique.P: coefficient de diffusion augmente lorsque le PH diminue. Rapide en inter-prismatique et lent en intra-prismatique.Le fer et l’iode : Passage centripète.

5- Les Facteurs de variation de la perméabilité :Anatomiques   : - L’âge : les dents jeunes sont plus perméables.- La présence de deux systèmes de diffusion inter et intra prismatique.- Epaisseur de la structure à traverser.- Type de dents : les canines sont plus perméables car plus minéralisées.Fonctionnels :- La concentration : influence la vitesse de diffusion par compétition entre les

ions. - Le gradient osmotique : c’est la variation de concentration entre deux pôles de

la dent qui entraine des variations proportionnelles.- Le PH: sa diminution à 5 accélère le transport.- La température : son accroissement de 25 à 50° augmente la perméabilité de

20 à 35% (dilatation des pores).- Nature de la phase de transport : solution aqueuse….- La présence ou non de pellicule de surface.

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6- Rôle de la perméabilité amélaire dans les phénomènes de déminéralisations/ reminéralisation :

Suite au métabolisme des hydrates de carbones par les microorganismes, l’environnement dentaire devient acide.Ces produits de dégradation acide entrainent une baisse du PH; qui aide l’email à perdre ses ions minéraux : donc apparition de sites de déminéralisations .En situation d’équilibre les fluides salivaires diffuses à travers la plaque dentaire et entrainent une remontée de PH: présence de phosphates et de carbonates assurent le pouvoir tampon de la salive lorsque le PH remonte des ions minéraux « Ca++ ; Po4 » précipitent sur l’email. Donc une modification des couches externe de l’email apparait : reminéralisation.La persistance des facteurs pathogènes entraine une déminéralisation non compensée par des phases de reminéralisation ce qui va augmenter la porosité de l’email permettant au processus carieux de s’installer.

7- La Perméabilité amélaire et fluor :Le fluor est l'agent anti-carieux actuel le plus efficace et sa captation par l'émail a fait l'objet de nombreuses études. De multiples facteurs influent sur la perméabilité de l'émail et sur la captation d'ions fluor par ce tissu.L'influence du type d'émail et de l'âge de la dent à entre autre été démontrée; ainsi la, perméabilité amélaire des dents :

L’âge : la perméabilité amélaire des dents n'ayant pas fait leur éruption est plus élevée que celle des dents sur l'arcade; et une dent fraichement sur l’arcade capte mieux du fluor qu’une dent âgée car sa couche d’email est fine et non complètement minéralisée.

Le type : la dent temporaire comporte des porosités qui facilitent le passage des ions fluors.

Le fluor diffuse sous forme d’anions: le processus est plus compliqué du fait de la réaction de F- avec les cristaux d’apatite, donnant des fluoroapatites, à mesure qu’il progresse au travers de la membrane amélaire.

Selon Brown et Chow, la présence d'ions fluor dans l'émail affecte le processus carieux en altérant les vitesses de diffusion relative des ions calcium et phosphate de la lésion vers l'extérieur.(voir détails du mécanisme d'absorption du fluor)

8- Influence de la sénescence amélaire sur la perméabilité :

L’émail devient moins perméable et son aspect se modifie par une usure lente et progressive. Les couronnes dentaires deviennent plus fragiles et d’une couleur plus foncée. La surface de l’émail présente souvent des craquelures et des fêlures. Les prismes de l’émail sont effondrés. Ces altérations peuvent amener le patient à consulter bien souvent uniquement pour des raisons esthétiques. Vu au microscope électronique à balayage une surface d’émail abrasé laisse apparaître des rayures orientées dans divers directions, de nombreux pertuis et différentes concavités. La longueur la profondeur et la largeur de ces perturbations microscopiques vont dépendre du pouvoir abrasif des aliments et des forces déployées pendant la mastication.

B. La perméabilité dentinaire : La perméabilité de la dentine est une propriété essentielle qui influence la nature et

l’extension des réactions dentino-pulpaires face aux agressions et aux biomatériaux. Le degré de perméabilité dentinaire est fonction de l‘âge de la dent, du degré de minéralisation des canalicules, des changements tissulaires survenus, de la zone

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dentinaire concernée, du ratio canalicule/inter-canalicule, et plus généralement de tout ce qui peut affecter la diffusion des fluides à l’intérieur des canalicules. La dentine profonde est plus perméable que la dentine périphérique, du fait d’une différence marquée du ratio canalicule/inter-canalicule. En situation

extrême, au niveau de la JAD la surface occupée par les canalicules (20 000canalicules de 0,8 μm de diamètre) représente seulement 4% et la surfaceminéralisée 96% ; Tandis qu’au niveau juxta-pulpaire, la surface développée par les

canalicules (58 000 canalicules de 0,8 μm de diamètre) peut aller jusqu’à 80%, laissant une surface de dentine inter canaliculaire de 12%. L’importance des branches latérales du réseau canaliculaire interconnecté de la dentine contribue aussi à la perméabilité dentinaire. Les variations marquées de la densité et de la configuration du réseau canaliculaire dentinaire sont des facteurs non contrôlables en clinique qui ont en particulier une influence sur les résultats des techniques adhésives. Le ratio canalicule/inter canalicule et le gradient d’humidité associé déterminent aux interfaces les possibilités de pénétration intra canaliculaire des matériaux résineux, interférent avec le comportement des systèmes adhésifs et la formation de la couche hybride, et donc finalement conditionnent le degré d’obturation des canalicules et la qualité du scellement de la plaie dentinaire. Un autre facteur tendant à limiter la perméabilité dentinaire et affectant l’adhésion est la présence de l’enduit pariétal constitué par la boue dentinaire tapissant les surfaces préparées et obstruant les canalicules ouverts par le fraisage. La densité minérale est aussi à considérer : La dentine sclérotique hyper minéralisée réagit différemment de la dentine non affectée lors des traitements acides : la forte de minéralisation et la faible humidité changent l’exposition du réseau de collagène et diminue le potentiel des systèmes adhésifs à former une couche hybride. D’une façon plus générale la perméabilité dentinaire conditionne la fonction de protection du massif dentinaire à l’égard de la pulpe. L’exposition pathologique (carie, fracture, abrasion...) ou thérapeutique (préparations des dents pulpées) de la dentine crée une plaie dentino-pulpaire et met en communication le contenu des canalicules et le milieu buccal. La pression intra pulpaire permanente (11 mm de Hg), fait sourdre les fluides dentinaires en surface, qui altère les contenus des canalicules et engendrent la nécrose des odontoblastes concernés.

A partir de l’environnement oral externe, les bactéries et leurs sous-produits peuvent diffuser dans ces canalicules, initier des déminéralisations, des caries secondaires, et provoquent l’inflammation de la pulpe. La perméabilité dentinaire et l’épaisseur de dentine résiduelle sont des facteurs clés qui déterminent la vulnérabilité de la pulpe. Les risques sont sensiblement différents pour les cavités superficielles qui épargnent les prolongements odontoblastique et les cavités profondes dans lesquelles un grand nombre de prolongements est sectionné et où le potentiel de diffusion des agents cytotoxiques est maximum. La sclérose dentinaire oblitérant les canalicules et la présence de dentine cicatricielle sont également un paramètre important pour la protection de la pulpe. Ces réactions qui diminuent la perméabilité de la dentine affectée constituent des barrières naturelles que l’opérateur doit savoir préserver et mettre à profit lors des préparations et restaurations.

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Rôle de la structure dentinaire dans la perméabilité :

a) La Voie tubulaire : Les tubuli jouent un rôle important :Au cours de la dentinogènese: par le transport des protéines qui vont composer la matrice extracellulaire de la dentine.Au cours de la minéralisation: par le transport de phosphates calciques.Dans la physiologie de la dentine mature: par leurs contenu fluide qui transporte les ions et les molécules toute au long de la vie de la dent.Le mouvement du liquide n’est possible que si les tubuli sont ouverts.Un tubulus ouvert à la surface ne l’est pas obligatoirement sur tout son trajet vers la pulpe; il peut se fermer à 03 niveaux: à sa surface (boue dentinaire ou smear layer, plaque, minéralisation ou agent occlusif); à sa périphérie (D peritubulaire); ou près de la pulpe (DIII ou réparatrice).

b) La Barriere odontoblastique :Joue un rôle dans les échanges des fluides et des solutés entre la pulpe et les tubuli dentinaires.Il est acquis que le fluide pulpaire n’est pas confluent avec le fluide de la prédentine et la couche odontoblastique est une barrière fonctionnelle.Cette barrière peut être altérée par inflammation ou après mécanisme de réparation et par le déplacement de fluide à l’intérieure des tubuli entrainant l’aspiration des odontoblastes et la rupture des connections intercellulaires.

c) La voie organique et poreuse : Ce sont les lignes de croissance de Von Ebner et la dentine inter globulaire qui persiste tout au long de la vie.

d) La voie fonctionnelle :Déterminée par la résistance à l’écoulement des différentes parties de la dent.

1- Mécanismes impliqués dans la perméabilité

a) Diffusion ou transport passif :La diffusion de substances exogènes dans la dentine est déterminée par les variables régulant la diffusion au travers de toute barrière perméable. La diffusion ou transport passif est le mouvement net de particules d'un compartiment de haute concentration vers un compartiment de basse concentration. Elle dépend de la concentration appliquée, de l'épaisseur de dentine, du coefficient de diffusion de substance, de surface disponible pour la diffusion. La surface de diffusion dans la dentine est le produit de la densité tubulaire et du diamètre tubulaire. Le coefficient de diffusion est inversement proportionnel au poids moléculaire. L'équation de Fick exprime le flux diffusif d'un soluté au travers d'une barrière : F = D A d C /d X (Avec: F : flux de soluté; D: coefficient de diffusion du soluté; A: aire de la surface de diffusion; C: concentration appliquée; X: distance)

Lorsqu'une surface dentinaire est exposée, la présence d'une pression pulpaire positive fournit le potentiel pour le mouvement vers l'extérieur de fluide dentinaire. Une exposition de la dentine fournit également une surface perméable pour la diffusion vers l'intérieur de substances potentiellement irritantes présentes dans les fluides buccaux, notamment des produits bactériens. Le flux de fluide dentinaire de la pulpe

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vers la surface dentinaire tend à s'opposer à la diffusion vers l'intérieur de substances dissoutes dans les fluides buccaux. Ce phénomène pourrait protéger la pulpe.

b) L’Evaporation :Un jet d'air dirigé sur la dentine est une méthode communément utilisée pour tester cliniquement la sensibilité dentinaire. Selon Brännström. La perte d'eau par évaporation déplace le fluide dentinaire vers l'extérieur, activant des mécanorécepteurs et causant une douleur. Le jet d'air provoque une évaporation si l'humidité de l'air est inférieure à 100%. En fait, plus elle est basse et plus la vitesse d'évaporation est élevée. La température de l'air est également un paramètre important. L'équation suivante exprime la perte d'eau par évaporation:

Je = ΔT A t / H dAvec: Je : perte d'eau par évaporation; ΔT: différence entre la température de l'air et celle de la dent; A: surface de la dentine; t: temps; H: humidité de l'air; d: distance entre la source d'air et la dent.

Une perte d'eau spontanée par évaporation a été observée sur la dentine in vitro, à une vitesse élevée d'environ1μl.min-1.cm-2, à une température de 25°C, en présence ou en l'absence de smear layer. La vitesse d'évaporation de l'eau est inversement proportionnelle à l'humidité de l'air. Dans une bouche fermée, l'air est saturé de vapeur d'eau et il ne peut pas se produire d'évaporation à partir d'une surface de dentine exposée. Toutefois, lorsqu'au cours d'un traitement dentaire. La dent est isolée avec des rouleaux de coton et une aspiration, ou encore avec un champ opératoire caoutchouté, l'humidité de l'air ambiant s'abaisse à des niveaux autorisant une perte d'eau rapide par évaporation.

c) Le mouvement de fluide vers l’extérieur :L'existence d'un mouvement de fluide s'exerçant vers l'extérieur de la dentine lorsque celle-ci est exposée et que la pression pulpaire est plus élevée que la pression atmosphérique a été récemment démontrée. Et son flux est exprimé par l'équation suivante :

J γ = Q/ A t(Avec: J γ : flux (nLs-1. cm-2); Q: déplacement de fluide(nL); A: surface de dentine (cm2); t: temps (s)

Son rôle est important : - il s’oppose à la diffusion des toxines vers la pulpe. - Sa vitesse augmente après stimulation de l’innervation sensitive.

2- Théorie hydrodynamique de la sensibilité dentinaire :Cliniquement, les patients souffrant de sensibilité dentinaire se plaignent d'abord du froid, puis de l'air, du contact et enfin de stimuli osmotiques.La théorie hydrodynamique de la sensibilité dentinaire est basée sur la supposition que la dentine sensible est perméable et que les nerfs pulpaires fonctionnent normalement. Le mécanisme responsable du couplage entre les stimuli douloureux et l'activation des nerfs pulpaires impliquerait des mouvements de fluide au travers de la dentine et l'activation de mécanorécepteurs.

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a) Stimulation et mouvement de fluide dentinaire : Stimulation par Jet d’air :

Le mouvement de fluide se fait vers l’extérieure (pression pulpaire basse) à cause de perte d’eau par évaporation qui se produit à partir de la surface dentinaire (jet d’air froid ou chaud augmente les mouvements).Lorsqu'une dent est isolée pour tester le degré de sensibilité dentinaire, l’humidité relative de la surface dentaire chute de 100%, niveau d'humidité dans la bouche fermée, à 30-40%, niveau d’humidité de l’air ambiant. Le mouvement de fluide vers l’extérieur est alors amplifié du fait de la perte d'eau par évaporation qui se produit à partir de la surface dentinaire. Si un jet d'air froid est dirigé sur la surface dentinaire exposée, la perte d'eau par évaporation est encore plus élevée. Ainsi, de tous les stimuli hydrodynamiques utilisés en clinique pour évaluer la sensibilité dentinaire, le jet d'air froid est l'un des plus employés.

Stimulation mécanique:Un contact sur la surface dentinaire exposée provoque une pression et induit un mouvement de fluide qui s'exerce de la surface tissulaire vers la chambre pulpaire.

Celui-ci est moins important lorsque le stimulus est appliqué sur une surface dentinaire recouverte de smear layer par rapport à une surface nettoyée par etching.

Stimulation thermique :L'application d'eau froide sur une surface de dentine exposée provoque un mouvement de fluide qui s'exerce de la surface tissulaire vers la chambre pulpaire, alors que l'application d'eau chaude se traduit par un déplacement liquidien inverse.L'amplitude de la réponse varie en fonction de l'épaisseur de dentine restante et de la présence ou non de smear layer à la surface

Stimulation osmotique :Des stimuli osmotiques induisent un mouvement de fluide s'exerçant de la chambre pulpaire vers la surface tissulaire exposée. Directement proportionnel à la concentration et au coefficient de réflexion du soluté appliqué.

Le coefficient de réflexion de nombreux solutés est plus élevé pour un tissu recouvert de smear layer que pour un tissu nettoyé par etching.L'élimination de smear layer abaisse alors la capacité du stimulus osmotique à produire un déplacement de fluide de 71%. De ce fait, le stimulus produit un mouvement de fluide trois à cinq fois plus important en présence de smear layer.

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b) Mouvement de fluide dentinaire et sensibilité nerveuse : Les terminaisons nerveuses pourraient être simplement excitées via des mécanorécepteurs, par leur distorsion ou leur compression à l'intérieur des tubuli, expliquant que les effets observés soient plus importants quand les terminaisons nerveuses et les odontoblastes sont aspirés à l'intérieur des tubuli, dans le cas d'un flux de fluide dentinaire allant de la chambre pulpaire vers la surface exposée.

3- Application à l’hypersensibilité dentinaire : Elle affecte 10 à 20% de la population et concerne préférentiellement les canines et les premières prémolaires et presque exclusivement la face vestibulaire des racines exposées.La réponse douloureuse est consécutive à l'application des stimuli thermiques, évaporatifs, mécaniques et osmotiques évoqués précédemment. Donc elle est provoquée par le mouvement liquidien par activation des mécanorécepteurs de la douleur.Brannstrom et Ishikawa ont montré la relation existante entre ouverture des tubuli dentinaires et dentine hypersensible. Ces constatations ont été confirmées par Absi et par Yoshiyama selon qui les dents hypersensibles ont un plus grand nombre de tubuli ouverts que les dents non sensibles. Les tubuli dans les sites sensibles étant plus de deux fois plus larges que ceux dans les sites non sensibles. La sensibilité dépend donc de l'ouverture des tubuli et de leur exposition à l'environnement buccal. Toutes les techniques de stimulation se fondent sur le modèle dit hydraulique de Bränntröm (1967). Les stimuli thermiques créent des déplacements du liquide dans les tubuli dentinaires, soit par contraction (froid) ou par expansion (chaud), les stimuli tactiles provoquent un refoulement physique de l’eau. L’assèchement par l’air entraine des forces de capillarité, alors que les solutions concentrées de sucre provoquent une pression osmotique. Par contre, les stimuli électriques causent des irritations par des charges électriques au niveau des tissus organiques à l’intérieur des tubuli dentinaires. (Kleinberg et coll, 1990)Les agents thérapeutiques utilisés pour lutter contre l'hypersensibilité dentinaire et qui ont pour objectif, la fermeture des tubuli dentinaires dénudés comprennent des sels de potassium (nitrate, chlorure et citrate), des sels de strontium (chlorure et acétate), le citrate de sodium et différents composés fluorés.

4 - Les facteurs de variation de la perméabilité dentinaire :

Variation de l’ouverture des tubulis dentinaires 

la densité et le diamètre des tubulis

la taille des molécules de soluté et de leurs charges électriques.

le pouvoir de diffusion du soluté : tension superficielle, viscosité ….

La concentration de soluté : qui diminue au fur et à mesure de la progression du produit vers la pulpe.

Des conditions de transmission : augmentation de la température de la dentine…..

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5- Influence de la sénescence dentinaire sur la perméabilité :

La diminution de la perméabilité dentinaire est liée aux modifications de la dentine qui sont dues à deux processus indépendants : obturation des tubuli dentinaires par la dentine péri tubulaire et dépôt de la dentine secondaire. Chez la personne âgée, les tubulis dentinaires sont moins nombreux et obstrués par un tissu hautement minéralisé. Ces altérations résultent d’une diminution de la susceptibilité de la pulpe aux stimuli externes. L’épaisseur de la dentine augmente par apposition centripète de la dentine secondaire, entraînant ainsi une réduction de la chambre pulpaire.

En présence d’une érosion la perte de substance au niveau dentinaire sera accélérée car la dentine est moins résistante que l’émail. Elle se manifeste par une déminéralisation du tissu dur dentinaire laissant à nu sa matrice organique sans ions minéraux de surface.

Si le brossage agit à ce moment-là il en résulte une disparition de la trame organique empêchant une reminéralisation ultérieure. Par contre si le brossage des dents n’a lieu que 2 ou3 heures après le contact acide une reminéralisation à partir des ions calcium et phosphate de la salive aura eu le temps de se produire et aucune pertes de substance n’apparaitras.

6- ROLE DE LA PERMEABILITE DANS LE MECANISME DE BLANCHIMENT :

Les techniques d’éclaircissement, qu’elles soient ambulatoires ou au fauteuil, Reposent sur le fait que l’émail se comporte comme une membrane semi-perméable. Elles se font donc par voie externe.Ces méthodes mettent en œuvre le processus d’oxydation. L’oxygène actif infiltre les tissus dentaires et décolore progressivement les pigments situés dans l’émail, à la jonction émail-dentine ou dans la partie externe de la dentine.

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CONCLUSION :La meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la perméabilité des tissus minéralisés de l'organe dentaire, qui régissent les échanges hydro-ioniques Trans coronaires, aura permis le développement de nouvelles thérapeutiques dont la fluoration et le traitement de l hypersensiblitée; ainsi que les techniques du blanchiment.

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Pigments jaunes de la dent

Dentine et émail

Possèdent la

Propriété de semi-perméabilité

Permet-le

Libre passage de

L’AGENT DE

BLANCHIMENT Poids moléculaire

relativement bas

Grace à son Grace à la

Nature pénétrante des radicaux d’hydrogène et d’oxygène

Provoque

Oxygénation / Oxydation

Entrainant la transformation des

Pigments blancs