Polyvidone iodée : activité antimicrobienne en parodontologie

Introduction

L'étiologie de la maladie parodontale est de mieux en mieux connue. L'importance des « animalcules vivants » dans l'étiologie de l'inflammation gingivale avait déjà été suspectée par van Leeuwenhoek au XVII^e siècle. En ^{1965, Löe et al.} publièrent une étude longitudinale sur la gingivite expérimentale chez l'être humain. Elle démontra, sans équivoque, que la plaque dentaire constituait la cause directe de la gingivite. Dix ans plus tard, Lindhe et al. confirmèrent, chez le chien beagle, que l'accumulation de la plaque dentaire provoquait une inflammation gingivale qui pouvait parfois évoluer vers la parodontite.

Les bactéries provoquent des lésions tissulaires soit directement, en élaborant des substances toxiques pour les tissus, soit indirectement, en activant les mécanismes inflammatoires et immunitaires de l'hôte. La mise en évidence de bactéries spécifiques à l'origine de la maladie parodontale conduit à privilégier un traitement étiologique visant à éliminer ces germes pathogènes.

L'élimination mécanique de cette plaque dentaire a été et demeure la base de tout traitement parodontal. En présence de gingivite, elle est réalisée grâce à un contrôle mécanique et quotidien par le patient. En cas de parodontite, il faut en outre recourir à un traitement professionnel des surfaces radiculaires. Du fait de la nature essentiellement microbienne de la plaque dentaire mature, l'intérêt d'utiliser des agents chimiques en tant que compléments aux méthodes de contrôle du biofilm dentaire, au détartrage et au surfaçage radiculaire mérite d'être considéré.

Antiseptiques utilisés en parodontologie

Parmi les agents chimiques utilisés aujourd'hui, il y en a certains qui exercent un effet anti-inflammatoire mais qui n'ont pas nécessairement la capacité d'arrêter la progression de la gingivite vers la parodontite. La chlorhexidine (CHX), utilisée depuis 30 ans, est l'inhibiteur de la plaque dentaire sus-gingivale le mieux documenté (^{Löe et Schiött, 1970}). Comme adjuvant au contrôle de la plaque dentaire et en raison de sa faible toxicité et de son large spectre antimicrobien, elle reste pour l'instant le meilleur choix pour une utilisation à court et moyen termes (^{Addy, 1986} ; ^{Lang et Brecx, 1986}). Le digluconate de CHX est un bisbiguanide largement utilisé dans de nombreux domaines de la médecine et de la médecine dentaire, notamment en parodontologie. La CHX, dérivé cationique, réagit avec les charges électronégatives de la surface bactérienne qu'elle neutralise. L'équilibre osmotique est perdu et la membrane cytoplasmique est altérée, ce qui provoquera l'éclatement du micro-organisme (^{Davies, 1973} ; ^{Brecx et Theilade, 1984}). A faible concentration, la CHX est bactériostatique et, à des concentrations supérieures, elle devient bactériolytique. Les bactéries à Gram positif sont plus sensibles que celles à Gram négatif. C'est une des raisons pour lesquelles cet agent antimicrobien ne semble pas être aussi actif dans la région sous-gingivale qu'au niveau sus-gingival. De plus, son activité est diminuée en présence de substances qui interfèrent, comme le pus et le sang présents en quantités variables dans les poches parodontales (^{Addy et Wright, 1978}). Les solutions de remplacement à la chlorhexidine comme l'hexéditine, la sanguinarine, les ammoniums quaternaires, les huiles essentielles, etc. ont exprimé une activité plus faible dans la cavité buccale que celle apportée par la CHX (^{revue in Brecx, 1997}). Un autre agent chimique s'est avéré être plus actif en sous-gingival : la polyvidone iodée (^{von Ohle et al., 1998}).

Historique

L'iode a été découvert par le chimiste Bernard Courtois en 1811. L'origine du mot vient du grec iodês, qui signifie violet, en raison de la couleur violette de sa vapeur. Le premier article fondamental, reposant sur des bases scientifiques qui permettaient de mettre en évidence l'efficacité de l'iode contre les micro-organismes, a été publié en ^{1880 par Davaine}. Malgré son efficacité, l'iode était limité dans ses indications à cause d'inconvénients majeurs, en particulier de sa faible solubilité dans l'eau et de ses pouvoirs irritants et allergisants. Dans les années 1950, il a été réintroduit comme antiseptique par ^{Shelanski et Shelanski (1956)}, qui ont employé la polyvinylpyrrolidone (PVP) pour former des solutions « iodophores ». La PVP, polymère proche des protéines plasmatiques et, de ce fait, utilisée comme substitut du plasma (^{Van Ketel et van der Berg, 1990}), peut solubiliser l'iode pour former des complexes conservant l'activité bactéricide mais non les inconvénients des solutions iodées.

Propriétés physico-chimiques de la PVP-I

La PVP est une poudre brune qui augmente la solubilité de l'iode dans l'eau. Cette caractéristique est due à la proportion importante de noyaux de pyrrolidone libres. Entre les groupes carbonyl de 2 noyaux proches de pyrrolidone est lié 1 proton attribué à l'anion iode (^{Schenk et al., 1979}). Lorsque l'iode et la PVP sont mélangés, l'iode oxyde les groupes terminaux non saturés de la PVP entraînant la formation d'ions d'iodures (I^-) et d'iode (I₂) [(PVP.H⁺) + I₃ ⇒ PVP + H⁺ + I₂ + I^-]. Ce dernier (I₂) est dénommé iode libre ou disponible puisqu'il s'agit de l'iode disponible dans un but antimicrobien. En général, les préparations de la PVP-I, utilisées en clinique, contiennent de 1 à 10 % de PVP-I, ce qui correspond à 1,0 % d'iode disponible (^{Fleurette, 1986}). Certains auteurs ont constaté que la concentration en iode libre d'une solution à 10 % de PVP-I augmentait quand on diluait cette solution et que le maximum de son action bactéricide était obtenu à 0,1 % (dilution au 1/100 de la solution initiale à 10 %) (^{Gottardi, 1985} ; ^{Rackur, 1985}). Son activité diminuait ensuite si la dilution se poursuivait.

Activité antimicrobienne de la polyvidone iodée

Spectre d'action

La PVP-I est bactéricide, sporicide, fongicide, protozoairicide et virucide. Les bactéries à Gram positif et à Gram négatif sont attaquées (^{Gerschenfeld, 1957} ; ^{Lacey, 1979} ; ^{Rodeheaver et al., 1982}).

Mécanisme d'action

L'effet microbicide de la PVP-I est dû à ses fortes propriétés oxydatives. L'action bactéricide de l'iode libre est due à la réaction avec les enzymes de la chaîne respiratoire, les amino-acides et les protéines de la membrane cellulaire des micro-organismes (^{DiGenis et al., 1983}) ainsi qu'avec les nucléotides des micro-organismes (^{Alexander et Nishimoto, 1981}). L'iode libre peut agir comme un accepteur final d'électrons du fait de son affinité pour ceux-ci. Il peut bloquer le transport des électrons par des réactions électrophiles au niveau des enzymes de la chaîne respiratoire des cellules, ce qui provoquera des dégâts irréversibles pour les bactéries. Il agit également directement sur les protéines cytoplasmiques (^{Hugo, 1977}). Plus précisément, la PVP-I oxyde les groupes NH^- et SH^-, constituant une partie des amino-acides, et les bases des nucléotides, ce qui donne lieu à la formation des dérivés N-iodés. Cette réaction permet de saturer les liaisons hydrogènes, ce qui aboutit à la mort de la cellule par modification de sa structure protéique. L'activité bactéricide est très rapide, de quelques secondes à quelques minutes (^{Rodeheaver et al., 1982}). L'absorption de l'iode par la peau et les muqueuses a surtout été observée chez le brûlé (^{Ninnemann et Stein, 1981}) et lors d'irrigations péritonéales (^{Flint et al., 1970}). Cette quantité de la PVP-I absorbée se libère très lentement : une partie diffusera vers les couches profondes où elle sera réduite en iodures et sera responsable d'une augmentation du taux sérique alors que l'autre partie pourra diffuser vers l'extérieur (phénomène du back diffusing) pour y être responsable d'une activité résiduelle importante. Cet effet a été mis en évidence par ^{Gottardi (1995)}, qui a utilisé une méthode photométrique très sensible.

Facteurs influençant l'activité de la PVP-I

Matières organiques

L'activité de la PVP-I est réduite en présence de matières organiques comme le sang, le sérum et le pus (^{Gottardi, 1991}). En effet, une transformation de l'iode en iodures non bactéricides a lieu. Ce phénomène s'explique également par la présence dans le sang de protéines contenant des radicaux sulfures avec lesquels l'iode réagit (^{Gottardi, 1991}). Il a été démontré que la PVP-I réagissait avec les protéines dissoutes trois fois plus lentement que les antiseptiques qui contiennent du chlore et quatre fois moins vite que ceux qui contiennent du brome (^{Gottardi, 1991}). De ce fait, lorsque la PVP-I est utilisée en antisepsie, même en présence de protéines dissoutes (sang, sérum, pus), elle est en général beaucoup plus efficace que les antimicrobiens contenant du chlore ou du brome.

Température

La concentration en iode libre augmente avec la température en particulier à 30-36 °C, ce qui est le cas dans la plupart des conditions d'utilisation du produit (^{Winicov et Winicov, 1983}). Les iodophores doivent être conservés à l'abri de la chaleur et de la lumière.

pH

La composition chimique de la PVP-I [(PVP.H⁺) + I₃ ⇒ PVP + H⁺ + I₂ + I^-] permet de comprendre la valeur du pH pour sa stabilité. Plus la solution est acide, plus forte sera la liaison de l'iode avec la PVP. La plupart des formulations d'iodophores contiennent un acide permettant d'obtenir un pH inférieur à 5 (^{Hugo et Russell, 1992}).

Résistance des bactéries à la PVP-I

Plusieurs études ont montré que des souches bactériennes résistant à certains antibiotiques ou antiseptiques étaient sensibles à la PVP-I (^{Lacey et Catto, 1993} ; ^{Kunisada et al., 1997}). Le développement de résistances des bactéries vis-à-vis de la PVP-I semble pratiquement inexistant parce qu'elle réagit avec une très grande variété de protéines et d'enzymes bactériennes (^{Fleisher et Reimer, 1997}). Porphyromonas gingivalis, impliqué dans la pathogenèse de la maladie parodontale, posséderait des vésicules pouvant désactiver la molécule de CHX (^{Grenier et al., 1995}). En outre, il a été démontré qu'Actinobacillus actinomycetemcomitans (^{Blix et al., 1992} ; ^{Sreenivasan et al., 1993}), ainsi que P. gingivalis (^{Duncan et al., 1992} ; ^{Lamont et al., 1992}) ont la capacité d'envahir in vitro des cellules épithéliales de la gencive humaine. Comme la CHX n'est pas absorbée par les cellules tissulaires, elle ne peut pas réagir contre ces bactéries. Par contre, la PVP-I, grâce à sa capacité de pénétrer les cellules et ensuite de diffuser vers l'extérieur (^{Gottardi, 1995}), pourrait être efficace contre elles.

Contre-indications à l'utilisation de la PVP-I

L'utilisation de la PVP-I est contre-indiquée chez les sujets présentant des antécédents d'intolérance au produit (^{Dungeman et Rakoski, 1978}), chez le nouveau-né (de 1 à 10 mois) et chez la femme enceinte ou allaitant (^{Ingbar, 1983}). En effet, la PVP-I passe la barrière placentaire et peut être responsable d'une altération passagère de la fonction thyroïdienne (hypothyroïdie secondaire) chez le nouveau-né (^{Albengres et al.,1983}). De plus, une augmentation considérable de la concentration en iode dans le sérum de femmes traitées par la PVP-I pour toilette vaginale a été observée (^{Vorherr et al., 1980}), ce qui conduit à déconseiller l'utilisation de ce produit chez la femme enceinte.

Solutions iodées en médecine

La PVP-I, largement utilisée pour effectuer l'antisepsie lors du lavage hygiénique et chirurgical des mains, est disponible dans une grande variété de préparations (de 0,5 à 1 %) applicables tant sur la peau saine ou lésée (brûlures) que sur les muqueuses (nasale, oculaire, vaginale) et pouvant être également utilisées pour l'antisepsie de la peau et du champ opératoire (^{Goldenheim, 1993}).

Solutions iodées en médecine dentaire

La bactériémie a lieu dans la majorité des cas sans manifestations cliniques. Elle peut être observée lors de certaines interventions dentaires telles que l'avulsion (^{Mac Farlane et al., 1984}) ou le surfaçage radiculaire (^{Witzenberger et al., 1982}). Les bactéries peuvent atteindre la circulation sanguine à travers des capillaires abîmés du ligament parodontal de la base de la poche par absorption et diffusion (^{Jokinen, 1970}). Plusieurs bactéries, tant aérobies qu'anaérobies, sont détectées en cas de bactériémie, mais la plus communément isolée reste Streptococcus viridans qui est associé à l'endocardite bactérienne (^{Committee on Rheumatic Fever and Infective Endocarditis of The American Heart Association, 1985}). Bien que cette bactériémie ne semble pas provoquer de complications chez les individus sains, elle constitue un risque majeur pour les patients porteurs de valves cardio-vasculaires. Chaque traitement chirurgical pour ces derniers s'effectue sous antibiothérapie préchirurgicale. Mais comme le spectre d'action des antibiotiques est limité, pour réduire le risque, il est indiqué d'appliquer des antiseptiques avant et pendant le traitement. La PVP-I, sous forme de rinçage buccal ou d'irrigation intrasulculaire, est recommandée pour réduire la bactériémie qui suit l'extraction dentaire, grâce à ses propriétés précitées (^{Scopp et Orvietto, 1971} ; ^{Brenman et Randall, 1974} ; ^{Yamalic et al., 1992} ; ^{Rahn et al., 1995}). Elle l'est également, en tant qu'antiseptique, pour les patients porteurs de valves cardiaques, pour ceux atteints d'une leucémie et pour ceux souffrant d'un désordre du système immunitaire (sida) (^{Rahn, 1993}). Ces derniers présentent très souvent des lésions nécrotiques au niveau de la gencive libre et de la gencive attachée qui pourraient être nettoyées avec elle. L'utilisation de l'iode pour le traitement des lésions nécrotiques buccales avait déjà été décrite par ^{Vincent en 1896} et par ^{Buest et al. en 1930}. Ils préconisaient l'application locale de la teinture d'iode en combinaison avec un nettoyage mécanique méticuleux. La PVP-I avait aussi été utilisée comme adjuvant pour l'irrigation pendant le détartrage et le surfaçage radiculaire de patients infectés par le sida présentant une parodontite nécrotique (^{Grassi et al., 1988}). Elle est également préconisée pour la protection des praticiens qui risquent de développer une infection, surtout quand ils utilisent des instruments rotatifs ou des ultrasons mis en contact avec de la salive et du sang de patients atteints de maladies infectieuses (^{Rahn, 1993}).

L'incidence, la sévérité et la durée de la stomatite, qui se présente très fréquemment comme une complication chez les patients ayant subi une radio-chimiothérapie à cause d'une néoplasie de la sphère maxillo-faciale, pourraient significativement être réduites grâce à des rinçages à la PVP-I (^{Adamietz et al., 1998}). Dans ces cas, elle n'irrite pas la muqueuse buccale, même quand le rinçage se répète pendant 8 à 10 semaines (^{Zinner et al., 1961}).

Solutions iodées en parodontologie

Les solutions iodées ont fait l'objet d'études en médecine dentaire mais très rarement dans le domaine de la parodontologie. Cependant, malgré le nombre limité d'études, les résultats observés semblent prometteurs.

Irrigations sous-gingivales à la PVP-I

^{Rosling et al. (1982)} ont constaté que le contrôle mécanique de la plaque dentaire combiné avec un détartrage-surfaçage méticuleux, suivi par une irrigation sous-gingivale soit à la PVP-I soit au sérum, aboutissait à une diminution quantitative et qualitative des bactéries sous-gingivales. Toutefois, les résultats de cette étude par la PVP-I concernant la diminution du nombre total des bactéries sous-gingivales et le gain d'attache au bout de 6 mois d'observation se sont avérés plus positifs que ceux constatés avec le sérum. Par contre, dans les zones qui n'avaient pas subi de détartrage-surfaçage, la perte d'attache continuait malgré l'utilisation locale de substances antimicrobiennes.

Les mêmes auteurs (^{Rosling et al., 1983}) ont conclu que l'application sous-gingivale de la solution de Keyes (H₂O₂, NaCl, NaHCO₃), suivie d'une irrigation à la PVP-I à 1 %, augmentait significativement les effets du détartrage-surfaçage au niveau de la flore gingivale et du gain d'attache chez les patients atteints de parodontite modérée à sévère. Par contre, une détérioration supplémentaire des tissus parodontaux a été observée pour les quadrants qui n'avaient pas subi de surfaçage malgré l'utilisation de la mixture antimicrobienne.

Selon certaines études, la combinaison PVP-I-H₂O₂ en irrigation sous-gingivale peut agir en synergie contre l'inflammation gingivale (^{Clark et al., 1989}), en étant plus efficace que la PVP-I seule contre les bactéries parodonto-pathogènes putatives (P. gingivalis, A. actinomycetemcomitans) (^{Rosling et al., 1986} ; ^{Maruniak et al., 1992}).

Influence de la PVP-I sur le traitement de la parodontite juvénile localisée

D'après l'étude de ^{Slots et Rosling (1983)}, la combinaison du contrôle mécanique de la plaque dentaire et du détartrage-surfaçage avec administration par voie systémique d'une tétracycline est efficace pour le traitement de la parodontite juvénile localisée sans que l'application locale de la PVP-I soit indispensable puisque celle-ci n'a eu aucun effet sur la microflore sous-gingivale présente dans les poches parodontales des participants à l'étude. Le polymorphisme de la flore bactérienne ainsi que les perturbations des réactions du système de défense qui dominent dans ce type de parodontite pourrait expliquer les résultats obtenus.

Effets secondaires

L'étude de ^{Fine (1985)} a montré que la PVP-I était aussi efficace que la CHX pour le contrôle de la plaque sus-gingivale, sans provoquer les effets secondaires locaux de la CHX, à savoir la coloration des dents et de la langue, la desquamation de l'épithélium et la perte du goût.

Influence de la dilution de la solution initiale de la PVP-I in vivo et in vitro

Afin de déterminer la concentration la plus appropriée de la PVP-I pour des irrigations sous-gingivales, trois solutions différentes de PVP-I ont été utilisées par ^{Nakagawa et al. (1990)} : de la PVP-I non diluée, diluée à 10 % et à 20 %. La solution de départ contenait 100 mg de PVP-I, c'est-à-dire 10 mg d'iode libre pour 1 ml de solution. Les sites de contrôle étaient irrigués avec du sérum. Aucun détartrage-surfaçage n'a été effectué. Une réduction statistiquement significative des colonies formées par les bactéries dans la salive (colony forming units : CFU) a été observée dans les sites irrigués par la PVP-I non diluée par rapport aux sites de contrôle. La réduction des CFU n'était pas significative après l'utilisation des solutions à 10 et à 20 %, pourtant les CFU étaient réduites à moins de 1 % dans plusieurs zones, ce qui n'était pas le cas pour celles qui avaient été irriguées avec du sérum.

D'autres chercheurs ont constaté que la solution de PVP-I à 10 % en dilution × 400 était bactéricide après un temps de contact de 15 secondes in vitro contre les espèces suivantes : Bacteroides gingivalis, Bacteroides intermedius, Bacteroides melaninogenicus, Fusobacterium nucleatum, A. actinomycetemcomitans, Eikenella corrodens et Capnocytophaga (^{Higashitsutsumi et al., 1993}). A des plus grandes dilutions, quelques bactéries persistaient. Cette étude a confirmé que la PVP-I montre la meilleure activité bactéricide à une dilution × 400 qui est équivalente à sa concentration à 0,25 %. Les mêmes auteurs avaient comparé in vitro l'activité bactéricide de la CHX à celle de la PVP-I (^{Ohgi et al., 1988}). Ils avaient constaté qu'à une dilution × 400, la PVP-I s'accompagnait d'une activité bactéricide 30 à 60 secondes contre F. nucleatum et B. gingivalis et que la CHX, à la même dilution, n'avait par contre aucun effet bactéricide. Cependant, des études supplémentaires sont nécessaires pour déterminer le degré de la dilution des solutions de PVP-I commercialisées qui serait le plus efficace contre les bactéries parodonto-pathogènes.

Utilisation de la PVP-I pendant le traitement de la parodontite de l'adulte

L'efficacité de la PVP-I sur l'inflammation gingivale au niveau clinique et histologique a été également étudiée auprès de patients ayant des poches infraosseuses égales ou supérieures à 4 mm (^{Cigana et al., 1991}). Dans cette étude sous forme de bouche divisée, l'effet de l'irrigation sous-gingivale journalière durant 15 jours, soit à la PVP-I soit au sérum physiologique, a été observé. L'examen clinique a montré une diminution significative de l'indice de plaque, de l'indice du saignement et de l'indice gingival tant pour la PVP-I que pour le sérum physiologique à la fin du traitement. Ces résultats cliniques étaient en corrélation avec les résultats histologiques. Une diminution significative de la densité du tissu conjonctif infiltré et du nombre des plasmocytes ainsi qu'une augmentation significative de la matrice collagénique et du nombre des fibroblastes étaient observées pour les deux substances utilisées. Cela signifie que l'irrigation sous-gingivale per se a une action mécanique réelle. Il existait néanmoins une différence statistiquement significative entre les résultats après l'utilisation de la PVP-I et celle du sérum physiologique. Par conséquent, la PVP-I possède une action chimique réelle.

L'utilisation des ultrasons sous irrigation à la PVP-I à 0,5 % a été comparée au traitement chirurgical traditionnel (^{Forabosco et al., 1996}). Au bout de 12 mois, l'évolution clinique a montré que les ultrasons qui avaient comme irriguant la PVP-I donnaient des résultats comparables en termes de diminution de profondeur de poches à ceux obtenus avec une intervention de Widman modifiée, même pour les poches égales ou supérieures à 7 mm.

L'évolution de la profondeur des poches, de leur saignement ainsi que de la vitalité de la flore sous-gingivale après une seule irrigation in situ sans effectuer de traitement mécanique sous-gingival a été également analysée auprès de patients ayant une parodontite de l'adulte (^{von Ohle et al., 1998}). Les solutions utilisées étaient de l'eau physiologique à 0,9 %, de la CHX à 0,2 % et de la PVP-I à 0,05 %. Les résultats ont indiqué qu'une seule irrigation sous-gingivale à la CHX conduisait à un changement temporaire de la flore sous-gingivale et de la profondeur des poches plus important qu'avec la PVP-I à court terme, mais que cette dernière donnait un meilleur résultat à long terme.

Conclusion

La polividone iodée, selon les résultats aussi bien bactériologiques que cliniques des études effectuées, semblerait exercer une action chimique sous-gingivale réelle : la réduction tant quantitative que qualitative des bactéries situées dans les poches parodontales, la diminution de la profondeur des poches après des irrigations sous-gingivales à la PVP-I et son effet anti-inflammatoire sur les tissus parodontaux méritent d'être considérés.

Davantage d'études prospectives s'avèrent donc indispensables pour préciser la concentration de la PVP-I la plus favorable pour les irrigations sous-gingivales, la fréquence de ces irrigations et leur action combinée au surfaçage radiculaire. En outre, il serait intéressant d'étudier l'apport d'une irrigation à la PVP-I lors des interventions chirurgicales parodontales.

Demande de tirés à part

Ioanna BOUCHLARIOTOU, Mandilara 14-16, 41222 Larissa - GRÈCE. Fax : 00 30 41 628 197.

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