Inhibition de l'adhérence de Porphyromonas gingivalis sur la surface de titane greffé de poly(styrène sulfonate de sodium)

RésuméLes infections péri-implantaires représentent l'une des causes majeures d'échec de l'ostéo-intégration des implants dentaires en titane. Ces infections sont induites par des bactéries de la flore buccale comme Porphyromonas gingivalis, dont l'adhérence sur l'implant dépend des propriétés physico-chimiques et topographiques de surface de celui-ci. À titre d'exemple, nous avons montré que la modification chimique de surfaces implantaires en titane par greffage d'un polymère « bioactif » tel que le poly(styrène sulfonate de sodium) permet de diminuer sensiblement (> 40 %) l'adhérence de Staphyloccocus aureus. L'objectif de cette étude est d'évaluer l'adhérence de Porphyromonas gingivalis sur des surfaces de titane greffées de poly(styrène sulfonate de sodium) afin d'obtenir des surfaces implantaires dotées de propriétés inhibitrices de l'adhérence de bactéries pathogènes de la flore buccale. Le greffage du poly(styrène sulfonate de sodium) sur le titane est réalisé en deux étapes : oxydation chimique du titane pour créer des espèces actives, puis greffage du poly(styrène sulfonate de sodium) par voie radicalaire. La caractérisation chimique des surfaces est réalisée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier. L'adhérence bactérienne a été étudiée sur les surfaces de titane greffées et non greffées (titane contrôle), préadsorbées ou non de protéines plasmatiques. L'adsorption protéique et le comptage des bactéries sont suivis par marquage des protéines et des bactéries à la fluorescéine puis quantification par analyse d'images. Les résultats montrent que l'adsorption protéique est plus importante (~3 fois) et l'adhérence de P. gingivalis est fortement inhibée (~73 %) sur les surfaces greffées de poly(styrène sulfonate de sodium) par comparaison au titane témoin non greffé. De plus, l'inhibition de l'adhérence bactérienne observée sur les surfaces greffées et préadsorbées de protéines du plasma est comparable à celle observée sur les surfaces préadsorbées de fibronectine. En conclusion, les résultats obtenus montrent que la modification de la surface du titane par greffage poly(styrène sulfonate de sodium) conduit à une inhibition significative de l'adhérence de P. gingivalis et que cette activité inhibitrice de l'adhérence bactérienne implique l'adsorption protéique. Ces surfaces de titane greffées présentent un intérêt évident en application clinique dentaire pour le revêtement des implants.

Dental implant-associated infections as peri-implantitis represent one of the major causes of osteointegration failures of oral implants. Adhesion of Porphyromonas gingivalis, one of the bacterial strains mainly involved in such infections, is tightly dependent on the topographical and/or physico-chemical properties of the implant surfaces. As a matter of fact, we showed that the grafting of one bioactive polymer such as poly(sodium styrene sulfonate) onto titanium implant surfaces allowed a sensitive decrease of Staphylococcus aureus adhesion (> 40%). The aim of the study consists in evaluating the adhesion of P. gingivalis onto titanium surfaces grafted with poly(sodium stryrene sulfonate) in order to elaborate implants exhibiting appropriate inhibiting properties towards the adhesion of periodontal pathogens. The grafting of poly(sodium stryrene sulfonate) onto titanium surfaces is carried out in two steps: chemical oxydation of titanium to initiate radical species then grafting of poly(sodium stryrene sulfonate) by radical polymerization. Chemical characterization of the surfaces is achieved by Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR). Bacterial adhesion was studied on grafted and non grafted (control) titanium surfaces, preadsorbed or not by plasmatic proteins. Protein adsorption as well as bacteria adhesion is followed by fluorescence spectroscopy by using proteins or bacteria previously labelled with fluorescence probes; the quantification of adsorption and bacteria adhesion are performed by image analysis. Results showed that protein adsorption is more important (~3 times) and that P. gingivalis adhesion is strongly inhibited (~73%) onto poly(sodium styrene sulfonate) grafted surfaces when compared to titanium control. Moreover, the inhibition of bacterial adhesion on grafted surfaces preadsorbed with plasma proteins is comparable to that observed on grafted surfaces preadsorbed with fibronectin. In conclusion, the obtained results evidenced that the grafting of titanium surface by poly(sodium styrene sulfonate) led to significant inhibition of P. gingivalis adhesion and that this inhibitory activity involved adsorbed proteins. Poly(sodium styrene sulfonate) grafted titanium surfaces present a high interest for the elaboration of oral implants in various clinical dental applications.