Projekt

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Optimization and testing of in situ photopolymerized endodontic sealer material

Gesuchsteller/in Khoushabi Azadeh
Nummer 173824
Förderungsinstrument Bridge - Proof of Concept
Forschungseinrichtung Laboratoire de biomécanique en orthopédie EPFL - STI - CBT - LBO
Hochschule EPF Lausanne - EPFL
Hauptdisziplin Materialwissenschaften
Beginn/Ende 01.03.2017 - 28.02.2018
Bewilligter Betrag 117'424.00
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Alle Disziplinen (2)

Disziplin
Materialwissenschaften
Zahnheilkunde

Keywords (7)

hydrogel; photorheology; endodontic sealer; radiopacity; adhesion to dentin; material characterization; composite materials

Lay Summary (Französisch)

Lead
Chaque année, plus de 100 millions de traitements endodontiques des canaux radiculaires sont effectués dans le monde. Dans les pays développés, c’est en moyenne 9% de la population qui subit un traitement endodontique par année. Cependant, le taux de réussite de ce traitement n’est, à l’heure actuelle, que de 83%. Ses principaux désavantages sont un fort taux de réinfection, une cicatrisation incomplète du canal radiculaire ou des canaux latéraux dans la région apicale, le retrait de la pâte d'obturation canalaire mais aussi sa faible capacité à être retraité après son placement. Aujourd’hui, environ 95% des endodontistes utilisent encore, pour ce traitement, le caoutchouc (Gutta Percha) qui fut pour la première fois introduit en 1867.
Lay summary

Durant ma thèse de doctorat à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et en collaboration avec différents laboratoires du même institut, nous avons développé une technologie (comprenant un matériau ainsi que son dispositif d’insertion) qui a le potentiel de remédier aux inconvénients des traitements des canaux radiculaires. Cette technique utilise comme matériau un hydrogel qui est photo-activé par une sonde optique épaisse de 100 μm. La photopolymérisation ainsi que l’excellente capacité de l’hydrogel à être remplacé, en cas de mauvais traitement, rendent son utilisation facile pour tout endodontist ou dentiste pratiquant des endodonties.

Pour une utilisation optimale, il faut cependant encore ajuster les propriétés d’obturation ainsi que d’adhésion de ce matériau, mais aussi évaluer le potentiel pour le rendre antibactérien pendant le durcissement. Le but de ce projet est donc de développer un matériau prototype concret pour démarrer des tests in vivo et permettre la création d’une start-up pour début 2018. En premier lieu, les buts techniques de ce projet sont l’évaluation des formulations existantes d’hydrogels en termes de radio-opacité, temps de cuisson ainsi que propriétés mécaniques. Puis, sur 5 formulations optimales, leur adhésion à la dentine, leur capacité d’obturation et leur effet sur les bactéries vont être évalués. Après ces tests, la performance des matériaux sera évaluée par les endodontistes lors d’une obturation canalaire, ex-vivo sur une dent. Basé sur leur feedback, les matériaux seront optimisés jusqu’à une formulation adaptée pour une expérimentation animale. Après ce projet, nous prévoyons d’utiliser un modèle animal (porc) afin de démontrer la sécurité ainsi que l’efficacité de ce traitement requise pour un marquage CE.

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 17.03.2017

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Name Institut

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
Prof. Serge Bouiaguet Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
Laboratory of Applied Photonic Devices, Prof. Christophe Moser, EPFL Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
- Industrie/Wirtschaft/weitere anwendungs-orientierte Zusammenarbeit

Abstract

Every year more than 100 million endodontic root canal treatments are performed worldwide. In the United States alone 25 million surgeries are done every year. In developed countries on average 9% of the population has one endodontic treatment per year. However, the current success rate is only 83%. The disadvantages of endodontic treatment are high reinfection rates, incomplete sealing of the root canal or of side canals in the apical region, the shrinkage of the sealer or its low ability to be retreated after the placement. Currently, approximately 95% of all endodontists still use rubber (Gutta Percha) which was first introduced in 1867.Base on my PhD on injectable cellulose-based composite hydrogels at the Laboratory of Composite Technologies and Polymers at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne (EPFL) and in collaboration with the Laboratory of Applied Photonic Devices (LAPD) and the Laboratory of Biomechanical Orthopedics (LBO) at EPFL we have developed a technology, that includes a device and a material which has the potential to address the above-mentioned disadvantages of root canal treatments. The technique uses a photo-activated hydrogel-based material in combination with a 100 µm thick optical probe for photo activation. The current material prototype has a high radiopacity (6 mmAl), a short polymerization time (less than 2 min) and excellent 3D filling properties (root canal as well as side canals around the apex). The photopolymerization as well as the excellent retreatability of the hydrogel, makes it easy to use for any endodontist or dentist preforming endodontics. What is missing is to tune the material’s sealing and adhesive properties as well as evaluate options to make it anti-bacterial during curing. The goal of this project is to develop a final material prototype for in vivo trials and to enable the incorporation of a start-up at the beginning of 2018. The technical goals of the project are the evaluation of the current material formulations in terms of radiopacity, curing time and mechanical properties. Based on a selection of five material candidates, the adhesion to dentin, the sealing ability and their effect on bacteria will be evaluated. Following these tests, the material performance will be evaluated by 15 endodontists during root canal obturation, ex vivo on a tooth. Based on their feedback, the material will be further optimized until the formulation is suitable for a large animal trial. The work will be carried out at LBO/EPFL (Prof. Dominique Pioletti’s Laboratory) and the University Clinic for Dental Medicine of the University of Geneva (Prof. Serge Bouillaguet’s Laboratory), a dedicated research institute for endodontics with a focus on photo-sensitive treatments, as well as in collaboration with LAPD/EPFL (Prof. Christophe Moser’s Laboratory) for the final development of the illumination probe. Following this project, we intend to use a pig model to demonstrate the safety and efficacy of the treatment required for CE marking.
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