Cette recherche est basée sur l’étude de deux niveaux d’endommagements de la connexion implantaire : en premier lieu, l’usure liée aux différents cycles d’insertion/désinsertion nécessaire à l’élaboration d’une prothèse sur des échantillons implantaires ; et d’autre part, les endommagements au cours du temps, réalisés à l’aide d’une étude par fretting-corrosion en salive humaine. Lors des différents cycles de serrage/desserrage, des endommagements sur l’ensemble des composants sont présents. La vis implantaire, qui concentre la majorité des complications thérapeutiques, doit être renouvelée après 20 cycles de serrage maximum. L’utilisation de vis de laboratoire permet ainsi de limiter les dégradations sur cette dernière et d’optimiser la valeur de précontrainte lors du serrage d’usage. Lorsque la prothèse est mise en service, les endommagements sont principalement liés à des usures par tribocorrosion. Ce phénomène est à l’origine d’usure synergique et engendre une modification de la microstructure en regard des surfaces frottée / This research based on the study of two levels of damage focused on the implant connection: firstly, the wear associated with the opening/closing cycle dedicated to the manufacturing process; secondly, the damage over the time, that is a fretting-corrosion study of dental implants in human saliva. During the tightening/loosening cycles, damage to all the components is present. The screws that include the majority of the complications have to be changed after 20 tightening cycles. The use of laboratory screws limits the damage and optimizes the preload value. When the prosthesis and the implant are assemblies, the damage appears thanks to fretting/corrosion (tribocorrosion) behavior. This phenomenon does involve synergistic wear and a modification of the microstructure on the fretting surfaces

L’ingénierie tissulaire a vu émerger, dans la dernière décennie, la nanomédecinerégénérative combinant non seulement les cellules souches mais aussi les facteursde croissance. Le but de ce travail a été d’utiliser les techniques de l’ingénierieosseuse et pulpaire pour améliorer ou créer des implants actifs et vivants.L’ingénierie tissulaire vise à remplacer ou à réparer des tissus endommagés del’organisme par des implants bioactifs imitant les tissus naturels. Ainsi, il est nécessairede développer en premier lieu des matériaux biocompatibles, c’est-à-direacceptés par l’organisme, et capables d’interagir avec les cellules au site del’implantation du dit matériau afin d’aider à la fonction de l’implant. Pour cette raison,de nombreuses méthodes visent le développement de biomatériaux implantablesimitant le mieux possible la matrice extracellulaire. Dans cette étude,l’"électrospinning" a été utilisé afin de concevoir des membranes nanofibreuses. Ellesont ensuite été fonctionnalisées et associées à des germes de 1re molaire mandibulairede souris afin d'en favoriser le développement. Après une revue de littératures'intéressant à l'ingénierie tissulaire en chirurgie dentaire, deux axes de rechercheseront développés. Le premier concerne la régénération de l’unité os/dent et le deuxièmel'innervation de la dent. / In the last decade, regenerative nanomedicine emerged from tissue engineeringby combining stem cells and growth factors. The aim of this work was to use thebone and dental pulp tissue engineering technics to improve or create new living andactive implants. Tissue engineering aims to replace or repair damaged tissues withbioactive implants mimicking natural tissue. Thus, it is necessary to develop in a firstplace, new biocompatible materials. These materials should be well accepted by theorganism and capable to interact with the cells present in the implantation site to helpthe implant integration. In this study, Electrospinning was used to create nanofibrousmembrane which size and organization are comparable to the extracellular matrix.These membranes were functionalized and associated with first molar embryologicalgerms to promote their development. After a literature review about tissue engineeringin dental surgery, two research thematics will be developed. The first thematic isto regenerate the bone/tooth unit and the second is to innervate the tooth.

A la suite d’une lésion carieuse ou traumatique du complexe pulpo-dentinaire, une inflammation locale est initiée. Cette inflammation peut être délétère car la pulpe dentaire est localisée au sein de parois dentinaires rigides, elle doit donc être résolue pour initier la régénération.Lors de lésions juxta-pulpaires, le praticien réalise un coiffage pulpaire direct afin de conserver la vitalité de la dent. Un biomatériau est placé au contact des tissus pulpaires afin de maintenir l’intégrité de la pulpe, en promouvant les processus de guérison tout en la protégeant du milieu buccal hostile.Les silicates de calcium sont aujourd’hui les matériaux de choix pour ces actes thérapeutiques. Des modifications de leur formulation visant à réduire leur temps de prise ont conduit au développement de silicates tricalciques photo-polymérisables. Cependant, la présence importante de résines dont la toxicité pulpaire est connue, soulève des questions. Cette thèse a pour objectif d’évaluer l’effet de différents biomatériaux de coiffage pulpaire sur l’inflammation et la régénération, au niveau cellulaire et tissulaire et d'étudier les conséquences de l'ajout de résines. Nos résultats démontrent que les matériaux de coiffage pulpaire affectent les étapes précoces de l'inflammation et de la régénération pulpaire. Alors que les silicates tricalciques modifient l'équilibre vers le processus de régénération, les biomatériaux contenant de la résine déplacent cet équilibre vers une réaction inflammatoire. Ce travail met en évidence l'importance capitale du choix du biomatériau de coiffage et restreint l'utilisation de biomatériaux contenant de la résine pour le coiffage pulpaire indirect. / Deep carious or physical lesions may lead to dental pulp injuries. Subsequently, both infiltrating bacteria and injured tissues initiate an inflammatory reaction. This may be detrimental to the healing process within the pulp inextensible environment.Clinically, during juxta-pulpal lesions, the practitioner performs a direct pulp capping in order to preserve the tooth vitality. A biomaterial is placed directly in contact with the pulp tissues to maintain pulp integrity, promoting the healing processes and protecting it from the hostile oral environment. Tricalcium silicates are now considered as the biomaterials of choice for vital pulp therapy. Modifications of this type of biomaterials aiming at reducing their setting time led to the development of light-cured tricalcium silicates. However, the presence of a high percentage of resins in this material raises questions about its possible effects on the pulp inflammatory reaction due to its reported toxicity. This aim of this thesis was to determine the influence of tricalcium silicate-based capping biomaterials on the initial steps of pulp inflammation and healing and to investigate the consequences of adding resins.Our results demonstrate that pulp capping biomaterials affect the early steps of pulp inflammation and healing. While tricalcium silicates shift the balance towards the healing process, resin-containing biomaterials drive this balance towards an inflammatory reaction. Overall, this work highlights the fact that the choice of pulp capping biomaterial is of prime importance in direct pulp capping procedures and does not support using resin containing biomaterials for direct pulp capping.

L'implantologie dentaire est actuellement en plein essor, et justifie du développement de techniques adaptées aux cas les plus complexes. La prise en charge de ces cas difficiles et leur stabilité dans le temps peuvent être améliorées par une meilleure connaissance des conséquences mécaniques de la mise en charge fonctionnelle.C'est dans ce but que nous avons voulu développer un modèle numérique de l'os mandibulaire, permettant l'étude de la répartition des contraintes au sein de l'os et au contact des implants, et ainsi d'en optimiser le nombre, la forme et la position.La première étape de ce travail est consacrée à la détermination du module d'Young de l'os cortical mandibulaire par une méthode originale: l'analyse inverse.Grâce à une méthodologie rigoureuse, nous avons déterminé ce module d'Young à une échelle représentative pour l'implantologie dentaire, rendant ainsi le développement du modèle numérique plus fiable.La seconde étape est dédiée au développement d'un modèle numérique de l'os mandibulaire, utilisable en implantologie, à l'aide du logiciel FORGE 2005®, Ce modèle est appliqué à l'étude de la répartition des contraintes après mise en place d'un implant à insertion latérale ( Diskimplant®), et validé par l'expérience.

Les manifestations orales de la maladie de Crohn sont bien établies chez les adultes. Toutefois, aucune étude ne s’est concentrée sur les manifestations orales pathologiques chez la population infantile. En ce qui concerne la santé dentaire, très peu d’études ont évalué la prévalence de carie chez les patients atteints de la maladie de Crohn. Les objectifs de cette étude sont de décrire les manifestations orales des enfants et des adolescents atteints de la maladie de Crohn et tout lien possible avec le stade de la maladie (active ou rémission) ainsi que de déterminer s’il existe un lien entre la prévalence de carie et le score de potentiel cariogène de la diète des patients. Hypothèses • Les manifestations buccodentaires décrites chez les adultes sont présentes chez les enfants et adolescents du groupe de Ste-Justine. • Il existe différentes manifestations propres à la population infantile. • L’indice carieux des enfants atteints de la maladie de Crohn est supérieur à celui des enfants en bonne santé. • L’indice de potentiel cariogène est élevé chez les patients atteints de la maladie de Crohn • Le stade de la maladie influence la prévalence des manifestations. Méthodologie Un certificat d’éthique à la recherche fut obtenu de l’hôpital Ste-Justine. Sur 40 patients recrutés, 21 sujets (9 filles, 12 garçons) âgés de 5,1 à 17,3 ans ont participé à l’étude de type transversale. Un questionnaire médical, un examen buccal complet, l’analyse des journaux alimentaires ainsi qu’une revue des dossiers médicaux a permis d’établir la prévalence des lésions pathologiques, la prévalence de carie (indice CAO) et le score de potentiel cariogène (SPC) selon la méthode du Dre Monique Julien. Résultats Les analyses statistiques démontrent: • Aucune différence significative entre le CAO des patients atteints de la maladie et celui du groupe contrôle. • Aucune manifestation orale autre que celles présentées dans la littérature. • 57% des patients ont rapporté avoir eu des ulcères buccaux au cours de la maladie. • Les patients en phase active ne sont pas différents de ceux en rémission en ce qui concerne les manifestations orales, le CAO et le SPC. • Les enfants qui prennent du méthotrexate ont un CAO plus élevé. • Les patients qui ont plus de caries n’ont pas nécessairement une diète plus cariogène. Conclusion Selon les résultats de notre étude, nous n’avons pas observé de manifestations orales propre à la population infantile. De plus, les enfants atteints de la maladie ne semblent pas être un groupe à risque de carie dentaire. Davantage d’études sont nécessaires sur les manifestations orales de la maladie de Crohn chez la population pédiatrique. / Oral manifestations of Crohn’s disease are well documented in adults. However, no studies have investigated the oral manifestations of this condition in children and adolescents. Regarding oral health, only a few studies have evaluated the prevalence of dental caries in these patients. The objectives of this study are to describe the oral manifestations of Crohn’s disease in children and establish a link between the state of the disease (active and in remission) with the prevalence of dental caries and the cariogenicity of the diet of these children. Hypotheses • The oral manifestations described in adults are present in children and adolescents of the Ste-Justine group. • There are different oral manifestations in children. • Children with Crohn’s disease have more dental caries than children in good health. • The cariogenicity index of the diet is high in patients with Crohn’s disease • The state of the disease has an effect on the prevalence of the oral manifestations. Methodology An ethic’s certification was obtained from Ste-Justine Hospital. Of 40 recruited patients, 21 patients (9 girls, 12 boys) ranging in age from 5.1 to 17.3 years of age participated in our transversal study. A medical history, a complete oral exam, a diet analysis and a review of the medical chart gave us the opportunity to record the presence of oral manifestations, the prevalence of dental caries (DMFT) and the cariogenicity score (SPC). The DMFT of Crohn’s disease patients was compared with the DMFT of Quebec children establish in the Dr. Brodeur epidemiological study conducted in 1996. The patients were also divided into two groups according to the state of the disease (active or remission) to evaluate if it affected the prevalence of oral lesions, the DMFT and the SPC. Results The statistics show : • No significant difference between the DMFT of Crohn’s disease patients and the control group. • No oral manifestations other than those published in the adult literature. • 57% of patients reported to have ulcers at some time during the disease • The patient in the active phase is not different then those in remission ones regarding oral manifestations, DMFT and SPC. • Children taking methotrexate have a higher DMFT • Patients with a higher DMFT do not necesserarily have a higher SPC Conclusion The results of our study do not demonstrate any new oral manifestations in Crohn’s disease in children that have not already been described in adults. In addition, children with Crohn’s disease do not seem to be at high risk for dental caries. Further studies are necessary on the oral manifestations of Crohn’s disease in the pediatric population.

Le diagnostic de l'occlusion dentaire reste actuellement un défi majeur pour les chirurgiens-dentistes. Des outils dédiés existent, comme le papier à articuler et le T-Scan®, mais sont limités pour diverses raisons. L'objectif de cette thèse est alors de développer un nouvel outil sous forme de matrice de capteurs de pression sur substrat flexible alliant les avantages des outils nommés précédemment, à savoir un produit électronique, informatisé et de faible épaisseur pour ne pas être intrusif. Nous avons choisi une technologie piézorésistive et l'utilisation de jauges de contrainte en silicium microcristallin. Ce matériau est déposé à basse température (< 200°C) directement sur substrat Kapton® par PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) dans une perspective de faible coût. Ces jauges ont d'abord été caractérisées mécaniquement et électriquement lors de tests de courbure. Les facteurs de jauge longitudinaux et transversaux du silicium microcristallin ont été étudiés afin de maîtriser son comportement sous déformation. Les dispositifs restent fonctionnels jusqu'à des contraintes de 0,6 %, à partir de laquelle des dégradations apparaissent. Ces valeurs de contraintes permettent d'atteindre des rayons de courbure de l'ordre du millimètre pour des substrats de 25 µm d'épaisseur. Deux types de matrices ont ensuite été développées : une première de 800 jauges pour l'étude de la surface occlusale d'une dent puis une seconde de 6400 jauges pour l'étude d'une moitié de mâchoire. Dans les deux cas, des corrélations intéressantes entre le papier à articuler et nos réponses électriques ont été observées lors de caractérisations en conditions « semi-réelles » à l'aide d'un articulateur dentaire. Ces deux prototypes ont ainsi permis une preuve de concept fonctionnelle de l'objectif visé en utilisant des jauges en silicium microcristallin. / Dental occlusion diagnosis is still a major challenge for dentists. A couple of tools are dedicated to occlusal analysis, such as articulating papers and the T-Scan® system, but they are limited for various reasons. That's why, the goal of this thesis is to develop a novel system consisting in pressure sensor arrays on flexible substrates combining the positive aspects of both previously cited tools: an electronic and computerized system, on a very thin non-invasive flexible substrate. We chose a piezoresistive technology based on microcrystalline silicon strain gauges and 25-µm- or 50-µm-thick Kapton® substrates. Microcrystalline silicon is deposited directly on plastic at low temperature (< 200°C) using PECVD technique (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) in a cost-effective solution perspective. Strain gauges have firstly been characterized using bending tests. Longitudinal and transversal gauge factors have been studied in order to understand the behavior of our deposited materials under bending. Those gauges remained functional until strains up to 0.6 % and degradations appeared for higher values. These values correspond to bending radius on the order of 1 mm for 25-µm-thick substrates. Then, those gauges have been integrated in arrays with two different designs: one was an 800-element array to study the occlusal surface of one tooth, and the second was a 6400-element array to study the occlusal surface of a hemiarcade. Those prototypes have showed interesting correlations between articulating paper marks and our electrical responses during characterizations using a dental articulator to simulate a human jaw. Thus, we have developed in this work a proof-of-concept of a flexible strain sensor using microcrystalline silicon dedicated to dental occlusion diagnosis.

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Les rongeurs caviomorphes constituent l’un des groupes de mammifères placentaires les plus diversifiés d’Amérique du Sud. Malgré la grande diversité actuelle et néogène du groupe, les premières phases de l’histoire évolutive des caviomorphes n’étaient documentées que par quelques localités à l’échelle de tout le continent sud-américain. Les recherches paléontologiques récentes menées en Amazonie péruvienne ont permis la découverte de 18 localités éocènes et oligocènes, livrant de nombreux restes dentaires de caviomorphes inédits. L’étude de ces fossiles a conduit à la description et à la comparaison de 52 taxons distincts, dont 11 nouveaux genres et 17 nouvelles espèces. Ce travail révèle une riche diversité alpha-taxonomique des caviomorphes en Amazonie péruvienne à la fin de l’Éocène moyen, mais surtout à l’Oligocène inférieur et à l’Oligocène supérieur, trois fenêtres temporelles jusqu’alors très peu documentées dans les régions de basses latitudes du continent sud-américain. Les localités étudiées de la fin de l’Éocène moyen livrent les plus anciens caviomorphes connus à ce jour. Dans ces localités, la faible diversité taxinomique, associée à une faible disparité morphologique, incluant des taxons caractérisés par des traits dentaires plésiomorphes, rappelant les formes hystricognathes sub-contemporaines de l’Ancien Monde. Cela suggère un intervalle de temps court entre l’arrivée en Amérique du Sud des hystricognathes pionniers et l’émergence des espèces étudiées. Les assemblages de caviomorphes des localités plus récentes montrent une disparité plus importante et livrent des représentants des éréthizontoïdes, octodontoïdes et chinchilloïdes. L’analyse approfondie du matériel d’étude et sa comparaison avec des spécimens provenant d’autres gisements sud-américains ont permis une meilleure compréhension de l’homologie et de l’évolution des structures dentaires chez les caviomorphes. Une analyse cladistique de grande ampleur, incluant un grand nombre de familles des quatre super-familles (i.e., Cavioidea, Erethizontoidea, Chinchilloidea et Octodontoidea) a été réalisée. Elle a permis pour la première fois la reconnaissance de groupes basaux des caviomorphes. Les régions de basses latitudes du continent sud-américain paraissent être le centre d’origine des caviomorphes et le lieu d’une première diversification basale du groupe à la fin de l’Éocène moyen. Les quatre super-familles émergeraient au cours de l’Éocène supérieur–Oligocène inférieur, illustrant ainsi une deuxième radiation majeure du groupe au cours du Paléogène. Durant cette période, les caviomorphes se seraient dispersés aux moyennes et hautes latitudes. L’origine géographique des super-familles reste quelque peu ambiguë, excepté pour les chinchilloïdes qui émergeraient dans les régions de basses latitudes. Nos résultats mettent également en évidence l’existence d’une troisième radiation autour de la limite Oligocène–Miocène. Cette troisième phase correspondrait à la diversification des chinchilloïdes, octodontoïdes, et éréthizontinés basaux et à l’émergence du groupe couronne des caviidés, des octodontoïdes et très probablement des chinchilloïdes. Ces trois événements de diversifications majeures au cours du Paléogène sont concomitants avec des évènements climatiques globaux et des périodes intenses de surrection andine. / Caviomorph rodents represent one of the most successful groups of placental mammals from South America. Despite their high modern and Neogene diversity, their early evolutionary history has long remained obscure. Recent paleontological investigations in Peruvian Amazonia allowed for the discovery of 18 Eocene and Oligocene localities yielding many new fossils of caviomorphs (mainly isolated teeth). Fifty-two taxa, including 11 new genera and 17 new species, are described here. This study reveals a rich alpha-taxonomic diversity of caviomorphs in Peruvian Amazonia during the late Middle Eocene, Early Oligocene and Late Oligocene. These three periods were until now poorly documented in the low-latitudes of South America. The late Middle Eocene localities yield the earliest representatives of the group. In these localities, the low taxonomical diversity, associated with a low morphological disparity including taxa that harbor very primitive dental features, reminiscent to those observed in coeval Old World hystricognaths, suggest that a short time range of caviomorph evolutionary history had undergone in South America prior the emergence of these rodents. The most recent caviomorph assemblages show a higher disparity and yield representatives of erethizontoids, octodontoids and chinchilloids. The exhaustive analysis of the material and its comparison with specimens from other South American localities further our understanding regarding the homology and the evolution of dentary structures in caviomorphs. A cladistic assessment with a comprehensive taxonomic sampling including most families of the four superfamilies (i.e., Cavioidea, Erethizontoidea, Chinchilloidea, and Octodontoidea) was undertaken. For the first time, several stem Caviomorpha were recognized. Low latitudes of South America are thus viewed as the cradle and the first diversity hotspot of early caviomorphs. A second radiation would have occurred during the Late Eocene–Early Oligocene and would correspond to the emergence of the four superfamilies. At this time, caviomorphs would disperse towards the middle and high latitudes. The geographic origin of modern superfamilies remains somewhat ambiguous, except for chinchilloids which would emerge in low-latitude regions. A third radiation would have also occurred, around the Oligocene–Miocene transition, corresponding to the more recent diversification of stem Chinchilloidea, Octodontoidea, Erethizontoidea and the emergence of crown Erethizontinae, Caviidae, Octodontoidea, and probably Chinchilloidea. It is noteworthy that these three Paleogene diversification phases were contemporaneous with global climatic events and intense Andean uplift events.

Les propriétés photoniques des tissus durs dentaires nous ont permis d’étudier l’email et la dentine a un niveau moléculaire (in vitro) en utilisant des techniques de microscopie optique non linéaires. La microscopie confocale Raman est technique d’imagine de haute résolution permettant d’analyse d’échantillon sans préparation spécifique ni marquage. Cette méthode nous a permis de reconstituer une cartographie de la réticulation du collagène et de la cristallinité au niveau de la jonction émail-dentine et cela avec une résolution spatiale non atteinte jusque-là. Cette analyse chimique de la jonction émail-dentine a permis de redéfinir la largeur de cette zone de transition. Cette largeur est nettement supérieure à celles proposées par les études précédentes. Par ailleurs, l’étude portant sur les changements de fluorescence intrinsèque entre les tissues dentaires sains et cariés suggèrent l’implication de la protoporphyrin IX et de la pentosidine dans l’expression de la fluorescence rouge des tissus cariés. La microscopie multiphotonique quant à elle nous a permis de détecter la lésion carieuse et de suivre son développement en utilisant la génération de seconde harmonique (SHG) et la fluorescence par excitation à deux photons (2PEF). Nos études ont démontré la validité du ratio SHG/2PEF comme paramètre fiable pour la détection de la lésion carieuse. Les études proposées par cette thèse montrent le potentiel des propriétés photoniques de l’émail et de la dentine en utilisant les microscopies Raman et multiphotoniques dans l’étude de ces tissus au niveau moléculaire. Cela offre de nouvelles perspectives en recherche et en applications cliniques. / Photonic properties of dental hard tissues allowed us to proceed to in vitro analysis of enamel and dentin on a molecular level. Confocal Raman microscopy has been used to produce a mapping of collagen cross-link and crystallinity of human dentin–enamel junction (DEJ) with a spatial resolution not achieved up to now. The method is a non-invasive, label-free and a high spatial resolution imaging technique. This chemical analysis of DEJ led us to redefine a wider width of this transition zone and advance our understanding of dental histology. A study on the intrinsic fluorescence changes of sound and carious tissues using conventional fluorescence microscopy suggests the involvement of protoporphyrin IX and pentosidine in the fluorescence red-shift observed in carious tissues. Multiphoton microscopy allowed to detect nonlinear optical signal changes during caries process using second harmonic generation (SHG) and two-photon excitation fluorescence (2PEF). Our studies led us to propose the ratio SHG/2PEF as valuable parameter to monitor caries lesion. Collectively, advances described in this thesis show the potential of photonic properties of enamel and dentin using Raman and multiphoton microcopies for molecular investigations on sound as much as on carious tissues. It opens new perspective in dental research and clinical applications.

Doctorat en sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished