Efficacité photo-bio-modulatrice du laser en orthodontie - Réduction des douleurs et du temps de traitement

Auteurs : Gianluigi Caccianiga°, Antonino Lo Giudice°°

L'utilisation des lasers a été proposée en orthodontie surtout pour ses excellentes caractéristiques chirurgicales (14). En fait, les petites chirurgies au laser nécessitent moins ou pas de recours aux points de suture, elles ont des suites postopératoires beaucoup plus agréables et sont bien acceptées par les jeunes patients. Pendant ces dernières années, les études sur les effets photo-bio-modulateurs du laser en orthodontie ont considérablement augmenté, le laser est utilisé pour réduire la douleur pendant le mouvement orthodontique (1-3-4), pour réduire les temps de traitement (2-4-5-6-8-9-10-11), pour augmenter la qualité et la quantité de la gencive kératinisée qui est souvent diminuée lors des traitements orthodontiques (12-13).

 

Fig. 1. 23 avec un manque de gencive keratinisée.

 

Fig. 2 - Photo-bio-modulation pendant une séance orthodontique

 

Fig. 3 - 23 avec une parfaite gencive kératinisée après le traitement orthodontique et les séances de PBM chaque mois.

Afin de confirmer l'utilité du laser en orthodontie, une revue récente a montré que la photo-bio-modulation (LLLT : Low Level Laser Therapy) est capable non seulement de réduire le temps de traitement, mais aussi la douleur post-traitement orthodontique.
Le LLLT est simple à utiliser, indolore, n'a aucun effet secondaire et n'a pratiquement aucune contre-indication. Pour obtenir des résultats positifs, il est nécessaire d'utiliser les bons paramètres laser : la quantité d'énergie absorbée par la dent en mouvement peut varier selon le type de laser et les paramètres utilisés (longueur d'onde, faisceau sortant de la pièce à main pour la biostimulation par exemple) . Les lasers avec des longueurs d'onde comprises entre 600 et 1100 nm ont une meilleure pénétration dans les tissus humains et sont donc plus efficaces pour une utilisation dans la pratique clinique orthodontique.
Une densité d'énergie correcte (Fluence = J / cm2) est de la plus haute importance pour obtenir des effets biologiques. Le dosage de l'énergie laser suit la loi d'Arndt-Schulz : de faibles doses stimulent, des doses élevées inhibent. Cependant, si on utilise une dose trop faible, on ne peut pas compenser en augmentant le temps d'exposition. Ici, le besoin de configurer correctement les paramètres du laser a été perçu.
Les effets des lasers sur la biologie orthodontique sont différents et ont été démontrés chez l'homme, les animaux et les cultures cellulaires, tels que la stimulation du remodelage osseux, la réduction des douleurs post-orthodontiques, l'augmentation de la hauteur et de l'épaisseur de la gencive kératinisée dans les dents éclatées dans la muqueuse alvéolaire, la diminution de la résorption radiculaire et des récidives. De plus, aucun effet secondaire systémique n'a été démontré pour la LLLT (7-9).
Il semble que la LLLT soit capable de stimuler le remodelage osseux, elle peut donc également accélérer le mouvement orthodontique sans endommager les dents et les tissus environnants (7-9).
Le mécanisme exact de LLLT sur l'os n'a pas encore été entièrement compris. Des études in vitro montrent que la lumière à faible dose d'énergie est absorbée par les chromophores intracellulaires dans les mitochondries, augmentant ainsi la prolifération cellulaire par altérations photochimiques. Ce mécanisme comprend la promotion de l'angiogenèse, la production de collagène, la prolifération et la différenciation des cellules ostéogéniques, la respiration mitochondriale et la synthèse d'adénosine triphosphate (ATP).
Plusieurs études ont montré cliniquement comment le LLLT peut accélérer le mouvement orthodontique avec des appareils orthodontiques fixes. D'un autre côté, des études ont mis en évidence les effets du LLLT sur le mouvement des dents dans les traitements orthodontiques avec des aligneurs.
La biostimulation laser externe avec fibre optique "Flat Top", conçue par le professeur Alberico Benedicenti (longueur d'onde 980 nm et onde continue avec une puissance de sortie de 1 à 3 watts) semble avoir des résultats prévisibles. Le protocole, qui prévoit 150 secondes d'irradiation pour chaque arcade, avec un mouvement oscillatoire et continu de l'opérateur sur toutes les dents des deux arcades, semble cliniquement efficace.

 

Fig. 4 - Flat Top en fonction
Malheureusement, le paramètre "opérateur" est présent dans tous les protocoles proposés dans la littérature. Il serait intéressant de disposer d'un appareil capable d'avoir une application simple et reproductible, “opérateur indépendant”.
L'ATP38®, un appareil de biostimulation caractérisé par des panneaux qui émettent une combinaison de 8 longueurs d'onde différentes, de 400 à 820 nm, semble avoir ces caractéristiques. Les semi-conducteurs collimatés polychromes (PCSC) émettent des lumières polychromatiques froides, favorisant le métabolisme cellulaire et produisant un effet stimulant sur la production d'ATP (adénosine triphosphate, la principale molécule d'énergie de la cellule, qui constitue l'unité structurelle de l'ADN).

 

Fig. 5 - ATP38® en fonction

Les PCSC ne créent pas de la chaleur. Les cellules irradiées sont simultanément exposées à différentes longueurs d'onde, intensités et pulsations selon le type de traitement, développées sur la base de protocoles scientifiquement testés. L'ATP (adénosine triphosphate) est synthétisée par une protéine appelée cytochrome C oxydase. Cette proteine est composée de fer et de cuivre, ce qui la rend hypersensible aux photons.
Lorsque les photons sont absorbés, la production d'ATP est activée et la cellule est régénérée. Le complexe mitochondrial cytochrome C oxydase agit comme un catalyseur pour le transfert d'électrons à l'oxygène moléculaire lors de la phosphorylation oxydative. L'ATP38® utilise 8 longueurs d'onde correspondant aux pics d'absorption de la cytochrome C oxydase et de la porphyrine. L'ATP38®, capable d'appliquer uniformément l'énergie dans toutes les zones affectées par les équipements orthodontiques, les arcades maxillaires et mandibulaires et les articulations temporo-mandibulaires, peut en effet être considéré comme "opérateur indépendant".
En résumé, en orthodontie, la photo-bio-modulation permet de :
1) Réduire la douleur post-traitement (après l'application de dispositifs fixes, après le changement d'un arc orthodontique ou l'alignement des masques);
2) Augmenter la hauteur et l’épaisseur de la gencive kératinisée pendant le traitement orthodontique.
3)  Accélérez le traitement orthodontique, en réduisant jusqu'à 30% la durée des traitements orthodontiques fixes et mobiles.
Il serait approprié dans un proche avenir de définir des protocoles de recherche communs dans différentes universités avec des paramètres d'application identiques, ce qui peut conduire à des résultats scientifiquement pertinents et reproductibles, afin de pouvoir proposer la photo-biomodulation en orthodontie comme un "dispositif" fondamental pour réduire le caractère invasif de la thérapie orthodontique.

UTILISATION D'ATP38® COMME DISPOSITIF EN ORTHODONTIE

ATP38® (Distribué en France par Kaelux SAS et Biotech Dental,) se compose d'un système multi-plaques émettant une lumière froide polychrome avec une combinaison de longueur d'onde de 450 à 835 nm. Le schéma de biostimulation utilisé, selon les instructions du fabricant, consiste en 6 minutes d'irradiation produisant un total de 48 J / cm2 de fluence, calculé comme la somme des fluences produites par la source lumineuse (16 J / cm2) de chacun des trois panneaux actifs (16 J / cm2 x 3 = 48 J / cm2). Ces paramètres sont basés sur une distance fixe de 4 cm des panneaux latéraux des joues et du panneau latéral des lèvres. Étant donné que 48 J / cm2 sont inférieurs à la quantité de fluence utilisée pour la photobiostimulation orthodontique, 3 cycles d'irradiation consécutifs ont été utilisés, pour une durée totale de 18 min et 144 J / cm2 de fluence (48 J / cm2 x 3 cycles) avec 1 minute de repos entre chaque cycle.

PROTOCOLES DE BIOSTIMULATION ORTHODONTIQUE avec ATP38®

1.  Relaxation pré-opératoire - Protocole "relaxation pré-opératoire" (4’2’’). À effectuer avant chaque procédure de prise d'empreintes digitales, y compris numérique.
2. Traitement analgésique post-session pour l'application d'appareils fixes (disjoncteur palatin rapide, application de bandes orthodontiques, séparateurs élastiques, etc.): protocole «Analgésique / anti-inflammatoire» (8’8’’). A réaliser à la fin de la procédure orthodontique. Unique ou, en cas de complication, tous les 3 jours jusqu'à la fin de la douleur ou trouble inflammatoire. Pour l'utilisation du disjoncteur palatin rapide, effectuer le protocole "Biostimulation" (6’8’’) lors du premier contrôle. A effectuer 3 fois à 1 minute d'intervalle. Lorsque la vis est verrouillée, répétez le protocole "Biostimulation" (6’8’’). A effectuer 3 fois à 1 minute d'intervalle.
3. Accélération du traitement orthodontique fixe : protocole «Biostimulation» (6’8’’). A effectuer 3 fois à 1 minute d'intervalle 1 fois par mois
4. Accélération du traitement orthodontique mobile (matériel orthopédique): protocole «Biostimulation» (6m8s). Avec orthodontie fixe. A effectuer 3 fois à 1 minute d'intervalle 1 fois par mois
5. Accélération du traitement orthodontique mobile (aligneurs): protocole «Biostimulation» (6’8’’). A effectuer 3 fois à 1 minute d'intervalle 1 fois tous les 15 jours, avec livraison de l'aligneur.
6. Accélération du traitement orthodontique mobile (aligneurs), mode rapide : Protocole «Biostimulation» (6’8’’). A effectuer 3 fois avec 1 minute d'intervalle 1 fois tous les 7 jours, avec livraison de l'aligneur (Fast Protocol).

 

Fig. 6 - Début du traitement orthodontique.43-33 en mauvaise position. PBM à chaque séance

 

Fig. 7 - Traitement orthodontique.43-33 déjà en bonne position, après seulement 4 mois.  PBM à chaque séance

Les résultats obtenus avec ATP38® sont très intéressants, absolument équivalents à ceux présents dans la littérature avec l'utilisation de lasers à diodes, à la fois en termes de contrôle de la douleur et en termes d'accélération du mouvement (environ 30% de temps gagné par rapport aux traitements orthodontiques à la fois avec des connexions fixes et avec des aligneurs).
De plus, le PBM augmente la qualité et l'épaisseur de la gencive kératinisée autour des dents qui, d'abord en éruption dans une muqueuse alvéolaire en position ectopique, ont ensuite été ramenées dans l'arcade
Contrairement aux protocoles proposés avec l'utilisation d'une pièce à main destinée à être utilisée manuellement par les opérateurs, l'ATP38® est capable d'appliquer uniformément de l'énergie dans toutes les zones affectées par les équipements orthodontiques, les arcades maxillaire et mandibulaire et les articulations temporales mandibulaire, et en fait peut être considéré comme "opérateur indépendant"

 

 

Bibliographie

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2. Antonino Lo Giudice, Riccardo Nucera, Rosalia Leonardi, Alessio Paiusco, Marco Baldoni, and Gianluigi Caccianiga. A Comparative Assessment of the Efficiency of Orthodontic Treatment With and Without Photobiomodulation During Mandibular Decrowding in Young Subjects: A Single-Center, Single-Blind Randomized Controlled Trial. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery Volume XX, Number XX, 2020 Mary Ann Liebert, Inc.Pp. 1–8 DOI:10.1089/photob.2019.4747
3. Lo Giudice, A., Nucera, R., Perillo, L., Paiusco, A., Caccianiga, G. Is Low-Level Laser Therapy an Effective Method to Alleviate Pain Induced by Active Orthodontic Alignment Archwire? A Randomized Clinical Trial. Journal of Evidence-Based Dental PracticeVolume 19, Issue 1, March 2019, Pages 71-78
4. Caccianiga, G., Lo Giudice, A., Longoni, S., (...), Baldoni, M., Leonida, A. Low-level laser therapy protocols in dental movement acceleration and in pain management during orthodontic treatment.2019 Journal of Biological Regulators and Homeostatic Agents. 33(6), pp. 59-68
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