Numéro |
Rev Orthop Dento Faciale
Volume 28, Numéro 3, Septembre 1994
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Page(s) | 337 - 384 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/odf/1994017 | |
Publié en ligne | 30 mars 2010 |
Le déplacement dentaire
Harvard School of Dentistry Department of Orthodontics, 188, Longwood Avenue Boston, Massachusetts 02115 U.S.A.
Cet article passe en revue l'évolution des conceptions concernant les bases biologiques du déplacement dentaire provoqué. Les hypothèses du dix-neuvième siècle proposaient deux mécanismes d'explication : l'application de pression et de tension sur le ligament alvéolo-dentaire, et la courbure de l'os alvéolaire. Les études histologiques du début et du milieu du vingtième siècle ont montré que ces deux phénomènes survenaient de façon concomitante, et que les cellules, comme les composants extra-cellulaires du ligament alvéolo-dentaire et de l'os alvéolaire, participent à la réponse à l'application de forces mécaniques, dont le résultat est une activité de remodelage.
Les expériences en culture de tissus ont montré que la déformation des cellules peut provoquer une activation cellulaire, par l'ouverture des canaux ioniques de la membrane cytoplasmique, ou par la cristallisation des filaments du cytosquelette. La déformation mécanique de matrices collagènes minéralisées ou non, peut, d'un autre côté, produire des phénomènes bio-électriques (potentiels créés par des forces ou des courants) capables de stimuler des cellules par la modification de la charge électrique de leur membrane ou de leur enveloppe liquide. Sur un animal vivant, les perturbations mécaniques de l'ordre d'environ 1 mn/j. sont apparemment suffisantes pour provoquer d'importantes réponses ostéogéniques, peut-être dues aux protéoglycanes de la matrice à memoire de contrainte.
Les cellules du ligament alvéolo-dentaire humain, isolées par des enzymes, répondent de façon biochimique aux signaux mécaniques ou chimiques : endocrines, autocrines et paracrines. Des études histochimiques et immuno-histochimiques ont montré que, durant les premières phases du déplacement dentaire, les fluides du ligament alvéolo-dentaire se sont déplacés et que les cellules et la matrice sont déformées. Les neurotransmetteurs vaso-actifs, émis par les plexus nerveux périodontaux, obligent les leucocytes à migrer à travers les capillaires adjacents. Les cytokines et les facteurs de croissance sont sécrétés par ces cellules, stimulant les cellules du ligament alvéolo-dentaire et de l'os alvéolaire afin qu'elles remodèlent leurs matrices. Cette activité de remodelage facilite le mouvement des dents vers les zones où l'os a été résorbé.
Il ressort de ces informations que chez les mammifères, de nombreux types cellulaires sont impliqués dans la réponse biologique à la force mécanique appliquée sur la dent, et par là-même sur l'os. Ce sont essentiellement les cellules des systèmes nerveux, immunitaire et endocrine qui sont impliquées dans l'activation et la réponse des cellules du ligament alvéolo-dentaire et de l'os alvéolaire à l'application d'une force. Ceci implique que la recherche concernant la réponse biologique à l'application d'une force sur les dents devrait être suffisamment large pour inclure l'exploration d'associations possibles entre les phénomènes physiques, cellulaires et moléculaires. Les objectifs de ce champ d'investigation permettent d'expliquer les principes fondamentaux, en particulier en extrapolant les nouveaux résultats à l'environnement clinique, car des millions de patients subissent l'application de forces mécaniques sur leurs dents pendant de longues périodes afin d'améliorer leur position dans la cavité buccale. Les récents outils que la recherche a mis au point, comme les techniques de culture cellulaire, et les investigations immunologiques, sont le meilleur espoir pour y parvenir.
Abstract
This article reviews the evolution of concepts regarding the biological foundation of forceinduced tooth movement. Nineteenth century hypotheses proposed two mechanisms : application of pressure and tension to the periodontal ligament, and bending of the alveolar bone. Histologic investigations in the early and middle years of the 20th century revealed that both phenomena actually occur concomitantly, and that cells, as well as extracellular components of the periodontal ligament and alveolar bone, participate in the response to applied mechanical forces, which ultimately results in remodeling activities.
Experiments with isolated cells in culture demonstrated that shape distorsion might lead to cellular activation, either by opening plasma membrane ion channels, or by crystallizing cytoskeletal filaments. Mechanical distorsion of collagenous matrices, mineralized or non-mineralized, may, on the other hand, evoke the development of bioelectric phenomena (stress-generated potentials and streaming potentials) that are capable of stimulating cells by altering the electric chargeon their membrane or their fluid envelope. In intact animals, mechanical perturbations on the order of about 1 min.Id are apparently sufficient to cause profound osteogenic responses, perhaps due to matrix proteoglycan-related « strain memory ».
Enzymatically isolated human periodontal ligament cells respond biochemically to mechanical an chemical signals. The latter include endocrines, autocrines and paracrines. Histochemical and immunohistochemical studies showed that during the early places of tooth movement, periodontal ligament fluids are shifted, and cells and matrix are distorted. Vasoactive neurotransmitters are released from periodontal nerve terminals, causing leukocytes to migrate out of adjacent capillaries. Cytokines and growth factors are secreted by these cells, stimulating periodontal ligament cells and alveolar bone lining cells to remodel their related matrices. This remodeling activity facilitates movement of teeth into areas in which bone had been resorbed.
This emerging information suggests that the living mammal, many cell types are involved in the biological response to applied mechanical stress to teeth, and thereby to bone. Essentially, cells of the nervous, immune, and endocrine systems become involved in the activation and response of periodontal ligament and alveolar bone cells to applied stresses. This fact implies that research in the area of the biological response to force application to teeth should be sufficiently broad to include explorations of possible associations between physical, cellular and molecular phenomena. The goals of this investigative field should continue to expound on fundamental principles, particularly on extrapolating new findings to the clinical environment, where millions of patients are subjected annually to applications of mechanical forces to their teeth for long periods of time in an effort to improve their position in the oral cavity. Recently developed research tools such as cell culture techniques and immunologic probes, are the best hope for enhancing this development.
Mots clés : Forces orthodontiques / Déformation des cellules et de la matrice / Neurotransmetteurs / Cytokines / Synergie
Key words: Orthodontic forces / Distorsion of cells and matrix / Neurotransmitters / Cytokines / Synergism
© Revue d'Orthopédie Dento-Faciale, Paris, 1994
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