Influence of thermocycling and coffee immersion on surface roughness and bacterial adherence of additively manufactured permanent resin based materials

La situation collante : Pourquoi votre couronne dentaire pourrait être un hôtel à bactéries

Imaginez que votre bouche est une ville trépidante et chaotique. Elle est chaude, humide et subit des changements de température constants lorsque vous sirotez un café chaud ou croquez dans une glace. Dans cette ville, de minuscules locataires microscopiques — les bactéries — cherchent toujours un endroit où s'installer. Certains de ces locataires sont des fauteurs de troubles ; ils adorent s'accrocher aux surfaces, construire des quartiers désordonnés appelés biofilms et causer des caries. Pendant longtemps, les dentistes utilisaient des blocs de matériaux solides pour sculpter ces « bâtiments » (couronnes et bridges), mais aujourd'hui, ils utilisent de plus en plus l'impression 3D pour les construire couche par couche, comme on empile des pancakes.

Cependant, ce n'est pas parce qu'un bâtiment est imprimé en 3D qu'il est parfait. Avec le temps, la chaleur d'une boisson chaude suivie de la fraîcheur d'une brise hivernale (un processus que les scientifiques appellent thermocyclage) peut stresser le matériau, le faisant se fissurer ou devenir plus rugueux. Et si vous buvez du café, le liquide sombre et collant peut tacher la surface et en modifier la texture. La grande question est la suivante : ce durcissement transforme-t-il une couronne lisse et facile à nettoyer en un piège bosselé et collant où les bactéries adorent s'accrocher ? Si la surface devient rugueuse, les bactéries sont-elles plus heureuses ? Cette étude plonge précisément dans ce scénario, testant trois matériaux de couronnes imprimés en 3D différents pour voir comment ils résistent au train-train quotidien du café chaud et des variations de température, et combien de bactéries décident de s'y installer.

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L'expérience : Une course contre la montre et le café en 3D

Dans cette étude, les chercheurs ont mis en place une course à enjeux élevés entre trois différents matériaux de résine imprimés en 3D utilisés pour les couronnes dentaires permanentes : VarseoSmile TriniQ, SprintRay Ceramic Crown Resin et Tera Harz C&B TC-80DP. Ils ne se sont pas contentés de les observer ; ils les ont soumis à un camp d'entraînement éprouvant conçu pour imiter des années d'usure réelle en un seul mois.

D'abord, ils ont créé de petits échantillons en forme de disques pour chaque matériau, en les polissant jusqu'à ce qu'ils soient aussi lisses qu'une route fraîchement pavée. Ensuite, ils les ont divisés en trois groupes. Le premier groupe était l'équipe « témoin », laissée dans l'eau tiède pendant une journée. Le deuxième groupe a subi 10 000 cycles de thermocyclage, ce qui signifie qu'ils ont été plongés alternativement dans de l'eau glacée (5 °C) et de l'eau brûlante (55 °C). Cela simule le stress de boire un café chaud puis un soda froid. Le troisième groupe a reçu le « double coup dur » : ils ont subi les 10 000 cycles de température puis ont été trempés dans une tasse de café instantané corsé pendant 30 jours.

Après ce test de torture, les chercheurs ont mesuré deux choses. Premièrement, ils ont utilisé un microscope laser ultra-précis pour mesurer la rugosité de surface (à quel point la route est bosselée). Deuxièmement, ils ont introduit deux types de bactéries : Streptococcus mutans (le célèbre fauteur de troubles causant les caries) et Streptococcus sanguinis (un colonisateur précoce qui aide à construire le biofilm initial). Ils ont compté exactement combien de bactéries s'étaient accrochées à chaque disque.

Les résultats : La lisseur gagne, la rugosité perd

Les conclusions étaient claires et cohérentes, comme une histoire avec une fin prévisible mais importante.

1. La course à la rugosité
L'étude a révélé que le vieillissement rendait les surfaces plus bosselées. Les surfaces les plus lisses étaient celles qui n'avaient subi aucun vieillissement. Une fois que les matériaux ont subi les 10 000 cycles de température, ils sont devenus plus rugueux. Mais les véritables champions de la rugosité étaient ceux qui avaient subi le bain de café après les cycles de chaleur.

• Le vainqueur : Tera Harz C&B TC-80DP est resté le plus lisse du lot, même après les abus. Sa rugosité (mesurée par Ra) n'est montée qu'à 0,11 ± 0,03 µm après le bain de café.
• Le perdant : VarseoSmile TriniQ s'est retrouvé avec la surface la plus rugueuse, atteignant 0,18 ± 0,04 µm après le traitement au café.
• Le milieu : SprintRay Ceramic Crown Resin s'est installé au milieu avec 0,15 ± 0,03 µm.

Les chercheurs ont noté que, bien que les matériaux réagissent différemment, le schéma était le même pour tous : la chaleur les rendait plus rugueux, et l'ajout de café les rendait encore plus rugueux. Curieusement, l'interaction entre le matériau spécifique et le processus de vieillissement n'était pas un puzzle complexe ; le vieillissement rendait simplement tout plus rugueux de manière similaire.

2. L'invasion bactérienne
C'est ici que l'histoire devient collante. Les chercheurs ont trouvé un lien direct : plus la surface est rugueuse, plus les bactéries s'y accrochent. C'est comme une bande Velcro ; plus vous avez de crochets (rugosité), plus il y a de boucles (bactéries) qui peuvent s'y agripper.

• Le roi des bactéries : Streptococcus mutans (la bactérie causant les caries) était beaucoup plus collante que Streptococcus sanguinis. À travers tous les matériaux et conditions, S. mutans présentait une adhérence plus élevée.
• Le pire scénario : Le matériau ayant l'adhérence bactérienne la plus élevée était VarseoSmile TriniQ après le thermocyclage et l'immersion dans le café, avec 4,20 ± 0,28 log₁₀(CFU/mm²).
• Le meilleur scénario : Tera Harz C&B TC-80DP présentait l'adhérence bactérienne la plus faible, avec 3,15 ± 0,20 log₁₀(CFU/mm²) pour S. mutans, passant à 3,65 ± 0,24 après le bain de café.

L'étude a explicitement rejeté l'hypothèse initiale (l'hypothèse nulle) selon laquelle le type de matériau ou le vieillissement n'aurait pas d'importance. Les données prouvent le contraire : tant le type de matériau que le protocole de vieillissement ont considérablement modifié la rugosité de la surface et le nombre de bactéries qui s'y sont accrochées. Cependant, l'étude a également constaté que l'interaction entre le matériau et le vieillissement n'a pas créé de surprise imprévisible et unique pour une paire spécifique ; le vieillissement a simplement aggravé la situation pour tout le monde, mais à des degrés divers.

La conclusion : La lisseur est une vertu

Cette étude suggère que si vous recevez une couronne permanente imprimée en 3D, le matériau compte, mais la qualité de sa finition compte tout autant. Le matériau Tera Harz C&B TC-80DP s'est avéré être le plus résistant au durcissement et à l'aspect collant, tandis que VarseoSmile TriniQ était le plus enclin à devenir bosselé et à attirer les bactéries.

Les chercheurs ont conclu que plus la surface devient rugueuse (à cause de la chaleur et du café), plus elle est susceptible de devenir un terrain de jeu pour les bactéries, en particulier pour le S. mutans responsable des caries. Bien que les chiffres aient montré un lien étroit entre rugosité et aspect collant, l'étude nous rappelle également qu'il ne s'agit pas seulement de bosses ; la composition chimique du matériau joue aussi un rôle. Mais pour l'instant, le message est clair : gardez ces couronnes imprimées en 3D aussi lisses que possible, car une surface lisse est une surface où les bactéries trouvent beaucoup plus difficile de s'agripper.