Sirtin

Suite de la première partie du billet : « Tout dent titane (1) »

Nous avons vu dans l’article précédent la formation et la composition de la plaque dentaire. Maintenant, nous nous pencherons sur le titane et, plus précisément, le dioxyde de titane. Pour rappel, le titane a été découvert par William Gregor (Angleterre) en 1791. Son étymologie vient de Titans, fils de la Terre et du ciel, dans la mythologie grecque (rien que ça !).

D’aspect brillant et gris foncé, il brule dans l’air sous forme de poudre. Il peut être poli très fortement et il ne se ternit pratiquement pas. Il ne réagit pas avec les bases et la plupart des acides. Du fait que le titane est dur et qu’il résiste aux acides, il est utilisé dans de nombreux alliages. L’oxyde de titane (TiO2), pigment blanc qui couvre très bien une surface, est utilisé entre autre, pour la peinture, le caoutchouc et le papier. Le prix du titane pur à 99.95 %, sous forme de mousse, est de 203 € / kg.

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Oui, c’est fini le baratin de présentation, désolé, j’ai pas pu m’en empêcher d’en ajouter une couche brillante. Nous allons nous intéresser au processus de la photocatalyse. C’est quoi ça encore ? Baisse tes yeux à la ligne suivante et tu auras la réponse à ta question.

La photocatalyse
La photocatalyse est un phénomène naturel dans lequel la lumière agit sur une substance appelée photocatalyseur et qui accélère la vitesse d’une réaction chimique. Dans ce type de réaction le catalyseur n’est ni consommé ni altéré. Ici, nous avons donc besoin de deux composants :

• De la lumière sous forme de rayons ultra-violets (UV).
• Un catalyseur, le dioxyde de titane (TiO2)

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Sans entrer dans les mécanismes d’une réaction chimique pour les profanes, sachez simplement que le dioxyde de titane réagit à la lumière et créé une paire d’électrons-trous et donc des électrons libres qui se combinent avec l’eau pour donner des radicaux libre (HO) suivant la formule suivante :

TiO2 + 2H2O → Ti + 4HO.

Ces radicaux libres (ou oxydants ou encore formes actives de l’oxygène) s’attaquent ensuite aux polluants, ici les ions hydrogènes de la plaque dentaire. Cependant, ils peuvent aussi s’attaquer aux parois des cellules. En temps normal, notre organisme produit des anti-oxydants (des enzymes en fait), présentes dans la cellule, qui limitent et réparent les dégâts. Malheureusement, elles ne peuvent pas neutraliser tous les radicaux libres libérés par le TiO2 à cause de leur quantité. Pire : lorsque les cellules de l’organisme sont oxydées par des radicaux libres primaires (HO), il se forme des radicaux libres secondaires (ROO⁻) qui sont beaucoup plus dangereux. Ils sont capables de réactions d’oxydation en chaînes qui conduisent à la destruction des cellules, d’où l’apparition éventuelle de nombreuses pathologies.

Conclusion : la brosse à dent en titane, arnaque ou vérité ?
Ici, encore une fois, l’argument semble bon : la plaque dentaire, qui est acide, se désagrège sous l’action des oxydants ou radicaux libres produits par le dioxyde de titane sous l’effet de la lumière. Cependant, je soulève des remarques :

1) La photocatalyse ne se produit que lorsque le TiO2 est soumis aux rayons UV. Il n’est pas fait mention des autres rayons lumineux (infra-rouges, lumière visible…) pendant ma documentation. Donc comment savoir si le TiO2 produit bien les ions négatifs juste avec la lumière artificielle, sachant que beaucoup de salles de bain n’ont pas de fenêtre ? Et encore, en présence de fenêtre, il faudrait que la lumière naturelle qui entre soit assez riche en rayons UV qui tombent pile sur la brosse à dent.

2) Quid de la production des oxydants susceptibles d’attaquer les cellules de la cavité buccale et comment savoir leur quantité produite par la réaction entre le TiO2 et la lumière ?

3) Il semblerait que le dioxyde de titane, sous forme de poudre ou de nanoparticules, serait cancérigène si j’en crois les sources suivantes : Titanium dioxide : précautions et Le dioxyde de titane, cancérogène pour l’homme ?. Je n’ai pas trouvé d’indications sur la forme solide du TiO2.

4) Prenons finalement le cas où la photocatalyse marche bien, quelle que soit la source lumineuse, que les ions négatifs sont libérés en quantité raisonnable, que le TiO2 n’est pas toxique, j’avoue que je n’y crois pas trop au concept. Pourquoi ? Pour la bonne raison que je me vois mal me déboiter la mâchoire pour m’enfiler la brosse à dent jusque dans la gorge pour être sûr de bien irradier toutes mes dents, mêmes celles du fond, des ions négatifs. Bin vi, le dioxyde de titane n’est pas dans la tête de la brosse à dents mais dans la tige de la tête et ça fait une sacré différence pour moi…

Je peux me tromper mais ça me semble être une arnaque, plus ou moins : concept révolutionnaire, étude scientifique à l’appui, prix assez élevé, arguments surfant sur l’écologie et l’exotisme (vient du Japon), mouais… Je préfère encore ma bonne vieille méthode : me brosser les dents d’une façon mécanique, régulièrement tous les jours et surveiller ma consommation alimentaire. Ca, c’est écolo et pas cher !

En savoir plus…
- Titane : caractéristiques physiques et chimiques
- Le dioxyde de titane : une nanomolécule mise à l’épreuvre

En surfant sur le Net, je tombe sur une brosse à dent écologique car sans dentifrice, sans pile et présentant des têtes interchangeables. Oh, oh, me dis-je et en examinant de plus près le singulier objet, il apparaît que :

« La brosse intègre une tige en dioxyde de titane semi-conducteur et photosensible. La lumière est convertie en ions négatifs qui, mêlés à la salive, détruisent les bactéries nocives dans la bouche. » En se mélangeant avec la salive, les ions négatifs attirent les ions positifs de la plaque dentaire. La bouche devient moins acide et la plaque dentaire se désagrège avec plus d’efficacité qu’une brosse standard, avec dentifrice. Le pire, c’est que cette brosse existe depuis une quinzaine d’années. Seul inconvénient relevé par un testeur britannique : un léger gout métallique après usage. Fonctionne sous lumière naturelle et artificielle. Prix à l’achat ? 20 euros. »

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Le concept est séduisant, les explications se basent sur une étude scientifique et les arguments surfent sur son ancienneté, sa popularité au Japon et son respect de l’environnement. Alors vrai ou faux ? C’est ce que nous verrons en abordant la biologie : la formation et la composition de la plaque dentaire puis la chimie : les propriétés du titane face à la lumière.

La plaque dentaire et le tartre
La plaque dentaire correspond à un dépôt blanchâtre qui se forme à la surface des dents. Elle est composée pour 80% d’eau et 20% de matières solides : éléments inorganiques et débris alimentaires qui attirent les bactéries. Si on laisse la plaque dentaire s’installer, une réaction en chaîne se créé :

• Plus la plaque dentaire est ancienne et donc accumule les débris alimentaires, plus elle attire de nouvelles bactéries.
• Plus la plaque dentaire augmente plus les bactérie sont voraces.
• Plus une bactérie se nourrit, plus elle produit des acides.

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Et oui, les micro-organismes produisent des acides en dégradant les débris alimentaires, notamment le sucre (c’est pourquoi bobo aux dents à trop manger de bonbon !). Petit à petit, la plaque dentaire va se minéraliser en incorporant des sels de phosphate de calcium d’origine salivaire : le tartre est né. A ce moment, tout dentifrice et brossage devient inefficace en présence d’une couche épaisse et consolidée de plaque dentaire ou en présence de dépôts de tartre. Une seule solution : voir le dentiste pour un détartrage dans les règles de l’art avec la fraiseuse, sa douce mélodie et les joyeuses vibrations dans les dents, pan !

Pire, les bactéries s’agrègent pour former un biofilm, c’est à dire un ensemble de microorganismes emprisonnés dans une mince couche visqueuse composée de polymères organiques, adhérant à une surface. L’organisation, la forme et la densité des biofilms ne sont pas liées au hasard. Leur construction est une réponse aux variations des conditions écologiques. Un biofilm peut se mettre en place en quelques heures, et permettre ainsi aux bactéries qui s’y trouvent de devenir résistantes aux agents extérieurs, qu’ils soient mécanique (brossage des dents), chimiques (interaction avec les ions), etc. Plusieurs étapes sont nécessaires :

• 1 : Formation d’une pellicule d’origine salivaire non bactérienne.
• 2 : Fixation de bactéries, seules ou en colonie, sur la pellicule salivaire ou l’émail.
• 3 : Colonisation de la dent et adhésion des bactéries entre elles.
• 4 : Multiplication des bactéries qui forment des microcolonies.
• 5 : Formation de complexes par les microcolonies = biofilm.

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Ce sont les biofilms qui composent la plaque dentaire (1 mg en contient environ 10 millons de bactéries) puis le tartre par calcification. Seulement, sont malins nos bestioles car ils se retrouvent alors protégés par le tartre formé et donc ils peuvent continuer à se développer d’où encore plus bobo ! Une fois formé, le tartre ne peut qu’augmenter. Cependant, sa formation dépend des facteurs tels que la composition de la salive, l’hygiène bucco-dentaire… Elle varie donc d’un individu à l’autre.

Jusque là, les arguments de la brosse à dent en titane ont l’air de coller : en créant des ions négatifs qui interagissent avec les ions hydrogènes (ceux qui confèrent l’acidité) de la plaque dentaire, l’acidité est diminué et les bactéries se retrouvent fragilisées. Il est plus facile d’enlever la plaque dentaire par brossage (à condition de ne pas trop attendre quand même !). Maintenant, regardons de plus près le principe de formation des ions négatifs à partir d’une réaction entre la lumière et le titane.

La suite dans deux jours !