Les réactions histophysiologiques au cours des déplacements orthodontiques

Les réactions histophysiologiques au cours des déplacements orthodontiques :

Rappels :

Force et équilibre de la denture :

Nous vivons dans le champ de gravitation où la tenue régulière du corps humain n’est rendue possible que par l’action des tensions musculaires, ce qui est valable pour le corps dans son ensemble, c’est aussi pour la tête et pour la dent dans son alvéole maintenue par la tension des fibres ligamentaires.

La position de la dent à chaque instant répond à la situation d’équilibre des forces qui s’exercent sous elles et qui sont : soit d’origine musculaire, soit dentaire ou fonctionnelle.

Il est admis que la forme et la position de l’arcade dentaire sont le reflet d’une position d’équilibre postural et fonctionnel.

Les forces produites par la fonction : positionnent les dents et façonnent les arcades dans ce que CHATEAU à nommé :

« Couloire dentaire » et « Zone 0 » de DANGY : entre la poussée centrifuge de la langue à l’intérieur et la pression centripète de la sangle labio-jugale à l’extérieur.

Une malocclusion donnée représente également une position d’équilibre dite : pathologique et le traitement consistera à trouver une autre position équilibrée. WINDERS à démontré que ce ne sont pas les valeurs maximales des forces d’origine linguale ou labiale qui peuvent expliquer l’équilibre, il à constaté que cette disproportion apparentée de l’importance des forces amène à l’explication suivante :

La position d’équilibre d’une dent est une position où elle ne peut être déplacée par les forces de l’environnement naturel.

L’inversement si une force agissait durant un certain laps de temps sur le ligament alvéolo-dentaire, la dent devrait se déplacer.

Ainsi pour WEINSTEIN, ce n’est pas la force qui s’exerce sur la couronne qui est importante mais la contrainte exprimée dans le ligament qui est responsable du déplacement dentaire.

Conclusion :

Il faudrait retenir que dans les milieux mécaniquement équilibrés où elles se trouvent, les dents sont soumises à une multitude de contraintes, qu’il ne faut pas tenir compte que les seules forces qui s’exercent sur les couronnes en négligeant ainsi la partie essentielle du ligament qui joue le rôle d’amortisseur, de compensateur, et de dissépateur (faire disparaître) de forces ainsi que de déclencheur de déplacement.

Introduction :

Déplacer une dent est une chose aisée, il suffit d’un doigts, d’une pression un peu soutenue et le mouvement s’installe, mais une dent et une force ne suffit pas.    

Sans la présence d’un ligament, il n’existe pas d’adaptation de la dent dans son environnement structural et fonctionnel.

De sorte que des dents ankylosées ou des implants sont impossibles à déplacer (absence de cellules et du ligament alvéolo-dentaire).

A l’aide de dispositifs mécaniques, on s’est aperçus depuis longtemps qu’il est possible de déplacer une dent ou un groupe de dents à travers l’os sur une certaine distance :  « La dent se déplace avec son parodonte ».

Il n’y à pas de création mais d’un transfert de l’os.

Tout ceci est sans danger pour la dent et son tissu de soutien.

Une force orthodontique transmet des pressions au niveau desmodonte, qui induisent une réponse biologique.

L’adaptation progressive et le retour à la situation d’équilibre s’effectue grâce à des remaniements au niveau osseux.

Aucun déplacement n’est possible en absence d’os :

Si l’action est simple et pratiquée depuis des siècles, la description des phénomènes macro et microscopiques est depuis les années 50 par les travaux de REITAN bien établie.

Ils ont apporté une observation complète méthodique des réactions histologiques en rapport avec le moment et le type de déplacement et n’ont à ce jour pas été contesté ou remis en cause.

La séquence des phases du déplacement dentaire est bien définie.

On peut schématiquement répondre à ce qui à été observé à la microscopie optique et qui demeure d’actualité comme suit :

1/ La compression du ligament du côté de la direction de l’application de la force, c’est une zone dite en pression provoquant une certaine quantité de tissu hyalin qui est un composant acellulaire apparaissant au microscope sous un aspect vitrifié.

2/ Ettirement des fibres desmodontales du côté en tension.

3/ Apparition de macrophages puis d’ostéoclastes résorbant la zone hyaline et la paroi alvéolaire osseuse et plus légèrement cémentaire, d’une manière directe ou indirecte.

4/ Reformation des structures ligamentaires et osseuses de façon à restituer la largeur ligamentaire initiale, fondement du déplacement dentaire.

A- La réponse biologique à une force orthodontique :

Des pressions transmises au cours d’un déplacement orthodontique s’appliquent au niveau du desmodonte, de l’alvéole, et du cément. A la suite de ces pressions, on peut observer au niveau ligamentaire des zones comprimées dites en pression, et des zones relativement étirées dites en tension.

La situation de ces zones et leur rétablissement permettront de caractériser la réponse histologique aux différents types de forces exercées.

Modification histologique au niveau d’une zone comprimée :

1- Les effets mécaniques :

 a- Au niveau du desmodonte :

Le déplacement initial est surtout d’origine hydraulique, il se manifeste au niveau desmodontal par la fuite du liquide ligamentaire avec compression des espaces vasculaires et ischémie (arrêt circulatoire), le ligament est progressivement comprimé le long de la lame criblée ce qui explique aussi la sensation de douleur après activation.

Au niveau de la lame criblée :

Il se produit une déformation secondaire de l’os (flexion alvéolaire) faisant suite à cette compression du desmodonte

2- La réponse biologique :

La compression du ligament et la flexion alvéolaire induisent à un certain niveau l’apparition de cellules ostéogéniques (ostéoclastes ou ostéoblastes), et à d’autre niveau la disparition progressive des éléments cellulaires, cette variation dans la réponse sera en fonction du degré de pression exercé.

La zone acellulaire ou zone « hyaline » :  (voir schéma)

Au niveau des zones soumises à de fortes pressions se produit schématiquement un arrêt de la circulation sanguine, et une disparition des éléments cellulaires, et l’enchevêtrement des fibres à ce niveau donne un aspect vitrifié à la microscopie optique.

La durée de hyalinisation :

 La hyalinisation débute au bout de 36h et dure en moyenne 12 à 15 jours, pendant lesquels aucun mouvement n’est perceptible (pas de cellules, pas d’ostéoclastes).

Chez l’adulte, lors de l’utilisation de facteurs excessives exagérées elle peut persister 40 jours et plus.

La résorption osseuse directe :

La résorption latérale directe : RLD

Des ostéoclastes autour de la zone hyaline résorbent la lame criblée par voie directe et latéralement à la zone de pression maximale.

La résorption frontale directe : RFD

Elle se produit à distance de la zone hyaline et dans les zones de moindre pression dans lesquelles sont apparus des cellules ostéogéniques sur la face desmodontale de la lame criblée.

La résorption indirecte ou à distance : RI

En regard de la zone hyaline d’activité ostéoclastique, elle est rapportée à distance du desmodonte dans les espaces médullaires voisins riches en cellules.

Les ostéoclastes résorbent le mur alvéolaire puis la lame criblée par voie centripète, à ce stade le ligament est considérablement élargie.

Résumé :

A la suite d’une application d’une force orthodontique sur une dent, on à la réaction en chaîne suivante au niveau de la zone comprimée :

Réaction hydraulique ------- Réaction mécanique (flexion alvéolaire) ------- mitoses des cellules précurseurs de cellules ostéogéniques -------------- apparition d’ostéoclastes---------------------- résorption osseuse -------- élargissement ligamentaire ---------------- nouvel équilibre.

Remarque :

A propos de l’intensité des forces utilisées :

En plus du rythme d’application, de la direction, et du sens de cette direction dans laquelle elle est exercée, du rapport moment-force, une force orthodontique est caractérisée par son intensité.

Ces forces devraient être idéalement biologiques optimales c'est-à-dire comprises entre un seuil minimum suffisant pour induire l’apparition de cellules résorbatrices de tissu osseux et un maximum en fonction du seuil de sensibilité du patient et de l’apparition éventuelle de lésions irréversibles de la dent, de l’os et du desmodonte.

Si la notion de force optimale est encore assez discutée, les avis sont divers en effet, ainsi pour REITAN et BARON il faut d’abord appliquer une force faible contenue que l’on pourra augmenter de façon progressive comme s’il fallait un test d’entraînement et d’adaptation.

Alors que pour STUTZ MANN et PETOVIC des forces légères intermittentes permettent à la circulation sanguine de répondre et de poursuivre un apport d’ostéoclastes et en ostéoblastes.

De toute façon, si les activations sont trop fréquentes le processus de réparation ne s’effectue pas ce qui peut causer des dommages irréversibles à l’os ou à la racine.

Conclusion :

Il faut prévilégier des périodes de repos pour certains, alors qu’il faut des forces légères et continues comme le préconise REICKETTS célèbre pour sa technique dite «bioprogressive ».

A propos de la douleur :

Une pression trop importante appliquée sur une dent provoque une douleur immédiate, si la force appliquée est d’une intensité raisonnable le patient ne ressent rien, ou peu de chose, la douleur n’apparaît souvent que quelques heures plus tard et les dents sont sensibles à la pression.

La douleur persiste 2 à 4 jours en moyenne et disparaît jusqu’à la prochaine activation de l’appareil.

D’importantes variations individuelles sont constatées, certains patients présentent des douleurs vives avec des forces de faible intensité, alors que d’autres supportent très bien des forces importantes.

La douleur est en relation avec les zones ischémiques du ligament.

Des forces trop importantes peuvent conduire à une inflammation apicale (activité périe apicale).

Des forces plus faibles permettent une meilleur circulation sanguine donc moins de douleurs (chez l’adulte prescrire du voltarène).

b- Des modifications histologiques au niveau d’une zone de tension :

Cette zone se situe du côté du point d’application de la force appliquée.

1- Effet mécanique :

- élargissement du ligament et des espaces vasculaires.

- orientation générale des structures dans le sens de l’attraction.

2- La réponse biologique :

- réorganisation ligamentaire.

- apparition de cellules ostéogéniques (ostéoblastes).

Il se forme d’abord du tissu ostéoide qui est une matrice organique sur laquelle se déposeront plus tard les cristaux d’apatites.

-apposition osseuse proprement dite : l’os fibreux ostéoide immature se forme 10 jours plus tard sur cette trame (tissu ostéoide), après 3 à 4 semaines cet os est remplacé par la suite par de l’os lamellaire.

- zones d’ostéoclasie : elles sont constatées à un certain niveau ou bien dans les espaces médullaires à distance.

c- Facteurs influençant le déplacement : Turn over : la vitesse de renouvellement cellulaire.

 Facteurs biologiques intrinsèques :

1- Facteurs généraux :

L’age : c’est un important déterminant de la réponse parodontale.

La capacité d’adaptation est plus grande durant la période de croissance active, il y à plus de fibroblastes et la paroi alvéolaire est bordée par les ostéoblastes alors qu’ils sont clairsemés (très peu) chez l’adulte.

Outre le turn over cellulaire bien plus intense chez l’enfant.

 L’os alvéolaire contient plus d’espaces médullaires chez le jeune.

D’autre part la sénescence (vieillissement) avec les changements dégénératifs conséquents réduit la résistance du parodonte au déplacement des dents.

Cependant les traitements orthodontiques chez l’adulte peuvent être réalisés même tardivement (jusqu’à 35 à 40 ans) pour peu que la santé parodontale existe.

De ce fait la hyalinisation est de règle (chez l’adulte), il est préférable d’appliquer des forces très légères au début des déplacements qui de préférence doivent être faites en gression.

Les facteurs nutritionnels :

Il faut éviter les traitements orthodontiques chez les sujets de santé déficiente.

Les facteurs endocriniens :

Ont étaient également cités.

2- Facteurs locaux : iatrogènes (provoqués par le praticien)

a- La dent :

Caractères morphologiques :

Une dent pluri radiculée ou encore la canine dont la racine est très longue sont plus difficiles à déplacer, ce qui influence le choix de l’intensité de la force et la détermination de la valeur de l’ancrage (exemple : 13 contre 15,16et 17).

Dépulpation :

Une dent dépulpée se déplace aussi bien qu’une dent saine, si le canal est correctement traité et s’il n’existe pas des lésions apicales.

De toute façon c’est le parodonte qui est concerné.

b- Le desmodonte :

On a signalé des facteurs individuels propre à la cellularité, à la substance fondamentale, à la viscoélasticité du ligament, ce sont cependant des notions pas très connues.

c- L’os alvéolaire :

Sa densité est variable selon les individus et selon le site.

d- Le site du déplacement :

A cause d’une densité osseuse différente et d’une meilleure vascularisation, il sera plus facile de déplacer les dents au maxillaire qu’à la mandibule, plus facile aussi de vestibuler des incisives supérieures que des incisives inférieures (à cause de l’épaisseur de la corticale et proximité de la lame criblée), il est plus difficile de déplacer les molaires inférieures que les molaires supérieures car la table osseuse inférieure est très épaisse.

e- Le tissu ostéoide :

Il semble que ce tissu ne soit pas résorbable pendant un premier temps dans une zone comprimée, il peut donc bloquer ou retarder le déplacement lorsqu’on inverse le sens de la force.

- si on tente de le faire, il peut y avoir une lésion cémentaire.

f- L’état gingival :

Si le patient présente une gingivite avant le traitement, est indispensable de la traiter car l’inflammation gingivale s’aggrave avec le déplacement qui de toute façon n’aura pas un lien.

Facteurs extrinsèques :

1- le facteur primordial est représenté par l’intensité de la force appliquée, à la lumière des notions biologiques précédemment décrites, il apparaît que des forces légères et continues approchant les forces physiologiques sont optimales c'est-à-dire produisant le maximum de déplacement dans un minimum de temps et sans dommage pour la dent et ses tissus de soutien.

2- Motivation et collaboration du patient.

- Les récepteurs nociceptifs  =  propriocepteurs parodontaux.

- Les neurotransmeteurs.

L’anomalie ne se trouve pas au repos :

- anomalie fonctionnelle : le chemin de fermeture est dévié.

- anomalie non fonctionnelle : le chemin de fermeture est droit.

Pression, résorption : ostéoclasie.

La force est augmentée au niveau de la zone de hyalinisation, de lésion, et de réparation : déplacement dentaire long et continu.