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Structure et composition de l'émail dentaire révélées par des cartes nanométriques 3D

En utilisant la technologie à l'échelle nanométrique, les chercheurs ont, pour la première fois, produit des cartes détaillées en trois dimensions de la composition et de la structure de l'émail dentaire mature. Les cartes montrent la position des atomes critiques pour le processus de carie dentaire.
La nouvelle étude fournit des informations détaillées sur les ions traces importants dans la structure dure de l'émail des dents.

L'équipe d'ingénieurs et de dentistes spécialisés dans les matériaux et les structures - de l'Université de Sydney en Australie - a produit les cartes 3D en utilisant une technique relativement nouvelle de microscopie appelée tomographie par sonde atomique.

Les chercheurs décrivent leur travail dans un article publié dans la revue Avancées scientifiques et suggérer que cela devrait aider à améliorer l’hygiène buccale et à prévenir les caries ou les caries.

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), 60 à 90% des écoliers et près de 100% des adultes dans le monde ont des caries dentaires, qui se manifestent par la dissolution progressive de l'émail dentaire.

L'émail dentaire humain est le tissu le plus dur du corps. Il protège les dents contre l'usure des opérations quotidiennes de meulage et de mastication, ainsi que contre les attaques chimiques.

Les scientifiques ont déjà établi que la résistance mécanique et la résistance à la fatigue de l'émail dentaire proviennent de sa structure hiérarchique complexe de faisceaux de nanofils d'hydroxyapatite (HAP) disposés périodiquement.

Potentiel de nouveaux traitements pour protéger l'émail des dents

La nouvelle étude fournit des informations détaillées sur les ions traces importants dans la structure dure de l'émail des dents.

Faits saillants sur la carie dentaire
  • Les taux de carie dentaire ont considérablement diminué aux États-Unis au cours des 40 dernières années, sauf chez les jeunes enfants, où ils ont récemment recommencé à augmenter
  • 42% des enfants américains âgés de 2 à 11 ans présentent une carie de leurs dents primaires
  • 92% des adultes américains âgés de 20 à 64 ans ont eu des caries dentaires dans leurs dents permanentes; 26 pour cent ont une carie non traitée.

L'auteur principale Julie Cairney, ingénieure en matériaux et structures et professeure à la faculté d'ingénierie et des technologies de l'information de Sydney, a déclaré:

"La structure de l'émail des dents humaines est extrêmement complexe et, bien que nous ayons su que les ions de magnésium, de carbonate et de fluor influent sur les propriétés de l'émail, les scientifiques n'ont jamais pu en saisir la résolution ou la définition."

L'une des principales conclusions de l'équipe concerne les régions riches en magnésium situées entre les nanorodes d'hydroxyapatite qui constituent la structure de l'émail des dents.

Le professeur Cairney dit que c'est la première preuve directe qu'une phase amorphe de phosphate de calcium riche en magnésium joue un rôle essentiel dans le comportement des dents. Une telle phase a été proposée auparavant, mais sans preuve.

L'un des principaux chercheurs de l'étude, le Dr Alexandre La Fontaine, du Centre australien de microscopie et de microanalyse de Sydney, a déclaré:

"La cartographie a le potentiel pour de nouveaux traitements conçus pour protéger contre la dissolution de cette phase amorphe spécifique."

Une autre découverte importante était que l’équipe pouvait aussi voir des "amas nanométriques" de matière organique dans la structure 3D.

La présence d'agrégats organiques suggère que les protéines et les peptides apparaissent sous des formes disparates dans l'émail, plutôt que le long des interfaces nanorodales, comme on le pensait précédemment.

"La nouvelle compréhension de la façon dont les formes d'émail vont également aider dans la recherche sur la reminéralisation des dents."

Dr. Alexandre La Fontaine

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