Un dispositif qui intègre directement, dans la face occlusale d'un aligneur transparent, des capteurs mesurant la pression a vu le jour. Des capteurs fixés en huit points des dents analysent, par intelligence artificielle, les signaux produits lors de la mastication pour distinguer le type de malocclusion, et détectent en temps réel des habitudes qui aggravent la malocclusion, comme sucer son doigt ou grincer des dents. Ce dispositif, publié en 2024 par une équipe de l'hôpital dentaire Huaxi de l'université du Sichuan, en Chine, se distingue des capteurs de force occlusale précédents par le fait qu'il fonctionne sans batterie séparée, en produisant lui-même de l'électricité à partir de la force de mastication.
Dans L'aligneur transparent déplace-t-il les dents comme prévu ?, nous avions vu comment vérifier après coup, par scanner, si les dents s'étaient déplacées comme prévu. Ce nouveau dispositif se distingue en captant, à l'instant même, les forces qui s'exercent à l'intérieur de l'aligneur pendant que le traitement est en cours.
Convertir la force de mastication en électricité, sans batterie
La plupart des capteurs de force occlusale existants reposaient sur des méthodes piézorésistives ou capacitives, qui nécessitent toutes deux une alimentation électrique. Or il est difficile d'intégrer à la fois des fils et une batterie dans un dispositif destiné à la bouche, ce qui freinait la miniaturisation. Ce nouveau dispositif contourne ce problème en intégrant, en huit points de la face occlusale de l'aligneur, une fine membrane nanofibreuse en matériau piézoélectrique (un matériau qui produit lui-même de l'électricité sous l'effet d'une pression). Les signaux électriques provenant des seize points au total, un à chaque emplacement des incisives, prémolaires et molaires des arcades supérieure et inférieure, enregistrent à chaque contact dentaire l'intensité, la position et le moment, puis sont transmis sans fil à un smartphone via Bluetooth.
L'équilibre des signaux des molaires révèle le type de malocclusion
La malocclusion se classe généralement en classe I, classe II et classe III, selon la position de contact entre les premières molaires supérieures et inférieures, à quoi s'ajoutent la béance (les incisives supérieures et inférieures ne se touchent pas) et la déviation mandibulaire, pour un total de cinq catégories. Jusqu'ici, pour établir ce classement, il fallait prendre des radiographies et comparer visuellement des modèles dentaires moulés en plâtre. L'équipe de recherche a fait mordre à une machine des modèles dentaires de patients présentant une malocclusion, reproduisant ainsi l'état de mastication, et a entraîné une intelligence artificielle sur les signaux captés par les capteurs. Lorsque les signaux des seize points, en haut comme en bas, étaient combinés, la précision dépassait 95 %, et les types se distinguaient bien plus nettement que lorsque seuls les signaux d'une seule arcade étaient utilisés. Dans la malocclusion de classe II, le signal des incisives inférieures apparaissait plus faible que celui des incisives supérieures, et l'inverse se produisait dans la classe III : l'emplacement même où la force se concentre est ainsi devenu, en soi, un critère de diagnostic.
Ces résultats n'ont toutefois pas été obtenus alors que des patients portaient réellement l'aligneur en mâchant et en parlant, mais à partir de signaux reproduits en faisant mordre des modèles dentaires par une machine. Reste à vérifier si la même précision serait obtenue dans les conditions réelles de la bouche, où la salive et la température varient.
Mordre les lèvres ou grincer des dents laisse aussi une trace dans le signal
Des habitudes comme sucer son doigt, mordiller ses lèvres ou grincer des dents sont depuis longtemps pointées du doigt comme des causes qui rompent l'équilibre des forces dans la mâchoire et l'arcade dentaire en pleine croissance, aggravant ainsi la malocclusion. Le problème est que ces habitudes n'ont, jusqu'ici, pu être repérées que par l'observation des parents ou du patient lui-même. Les essais menés avec ce dispositif ont montré une différence nette : en cas de succion du doigt ou de morsure des lèvres, le signal de pression n'apparaissait qu'autour des incisives, tandis qu'en cas de bruxisme, les signaux des molaires gauche et droite s'intensifiaient alternativement.
Comme le dispositif transmet un signal en continu pendant le port, il peut saisir l'instant même où l'habitude se manifeste. Cet essai n'a toutefois porté que sur un petit nombre d'adultes en bonne santé, et il reste à vérifier si la même différence de signal se maintient chez des patients suivant un traitement orthodontique. Alors que la contention intelligente, qui se limitait à mesurer la durée de port, portait sur l'observance après la fin du traitement, ce dispositif-ci vise un autre objectif : saisir la force de mastication et les habitudes elles-mêmes pendant que le traitement est en cours.
Intégrer des capteurs piézoélectriques à un aligneur pour mesurer sans fil la force de mastication est une tentative de faire passer le diagnostic de la malocclusion, jusque-là dépendant des radiographies et des modèles en plâtre, vers un signal en temps réel pendant le port. La classification des types de malocclusion comme la détection des habitudes n'en sont encore qu'au stade des résultats de laboratoire, et la prochaine étape consiste à les valider de nouveau sur des patients portant réellement l'appareil en cabinet.