Projet LAPIB : un protège-dents sur mesure pour prévenir des risques sur le cerveau

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Le projet LAPIB est un protège-dents sur mesure
conçu selon un procédé innovant pour prévenir les chocs.
Focus sur cette innovation développée par deux de nos membres :
Philippe Poisson et Hélène Cassoudesalle, de l’équipe ACTIVE-BPH

La prévention de la traumatologie, et de ses conséquences notamment sur la santé du cerveau, est une thématique du BPH. Dans les sports à risque comme la boxe, le rugby ou le handball, le calage mandibulaire à l’aide d’une PIB pour « protection intra-buccale », que l’on appelle plus communément « protège-dents », permet non seulement de limiter les blessures bucco-dentaires et mandibulo-maxillaires, mais aussi de contribuer à améliorer le maintien de la tête et du cou, ce qui peut limiter le risque de commotion cérébrale et de trauma du rachis cervical, ou encore améliorer la précision et la puissance d’un geste technique comme le direct du boxeur.

Développement d’un protège-dents innovant sur mesure

Philippe Poisson est chirurgien-dentiste, enseignant-chercheur à l’Université de Bordeaux et au CHU de Bordeaux. Il pratiquait également la boxe anglaise sur son temps libre. Si ses recherches portent initialement sur le rôle du calage mandibulaire dans la prévention de la traumatologie de l’extrémité crânio-faciale et cervicale par le développement d’un dispositif de prévention tel que la PIB, aujourd’hui ses travaux portent sur le contrôle moteur dans l’exécution d’un geste, en termes de contrôle du mouvement et de puissance.

En parallèle, Hélène Cassoudesalle est maîtresse de conférences universitaire et praticienne hospitalière (MCU-PH) en médecine physique et de réadaptation à l’Université et au CHU de Bordeaux. Depuis 10 ans, elle travaille sur la problématique des microtraumatismes crâniens répétés dans le sport et leurs risques sur le cerveau.

C’est au détour d’une discussion que nos deux scientifiques du BPH émettent l’hypothèse d’un effet bénéfique du port de PIB pour prévenir les effets néfastes des chocs pendant la pratique sportive sur le cerveau. C’est dans ce contexte, et grâce au soutien méthodologique et statistique de l’équipe ACTIVE-BPH dont ils font partie, que Philippe Poisson et Hélène Cassoudesalle travaillent ensemble sur le développement d’un protège-dents sur mesure, conçu en trois étapes, à partir d’un unique scan de 15 min de l’athlète, modélisé et imprimé en 3D. Ce projet bénéficie également d’un soutien dans le développement du contrat de maturation AST.

Que sait-on des conséquences du port de ce genre de protection chez les sportifs ?
En quoi est-ce un enjeu de santé publique ?

Hélène : Avec le professeur Patrick Dehail, un autre membre de notre équipe de recherche, nous voyons régulièrement des joueurs de rugby et de football professionnel, en tant que médecins référents pour la prise en charge de la commotion cérébrale liée au sport.

Nous recevons également tout sportif qui conserve des symptômes persistants au-delà d’un mois après une commotion cérébrale pour effectuer un bilan et orienter la prise en charge. La prise de conscience initiale ayant motivé ces recherches vient également de la médiatisation, à partir des années 2010, de la découverte inquiétante de cas d’encéphalopathie traumatique chronique chez d’anciens pratiquants de sports collectifs de contact très populaires, comme le football américain et le hockey sur glace, et de l’émergence, à partir de là, d’une hypothèse :

Tous les impacts crâniens subis durant ces pratiques, même asymptomatiques, pourraient être impliqués dans la survenue de cette maladie neurodégénérative ?

Cela constitue un enjeu de santé publique d’après les données actuelles, puisque de plus en plus d’études anatomopathologiques mettent en évidence une prévalence importante de l’encéphalopathie traumatique chronique parmi d’anciens pratiquants de sports tels que le rugby ou le football américain (qui pourrait atteindre environ 50 %).De même, trois grandes études épidémiologiques réalisées chez d’anciens footballeurs professionnels en Europe ont mis en évidence, parmi les causes de mortalité, un risque de maladie neurodégénérative multiplié par 3 à 5, sans que ne puisse être identifiée la cause de ce risque plus important par rapport à la population générale, mais avec une forte suspicion d’implication du jeu de tête (Mackay et al., 2019; Orhant et al., 2022; Ueda et al., 2023).Alors qu’à ce jour, il n’existe pas de mesures préventives, le but est de proposer, pour la première fois aux sportifs exposés à des impacts crâniens répétés, un dispositif de protection permettant de réduire le risque d’effet néfaste sur le cerveau et ainsi permettre de prévenir l’apparition ultérieure de dysfonctionnements neurologiques.

Philippe : Au début de l’histoire, il y a la boxe anglaise et, plus précisément, un direct à la pointe du menton reçu à l’entraînement au Boxing Club Dacquois. Après ce knock-down postural, j’ai cherché à comprendre le mécanisme traumatique et les moyens de prévention.

Les premières études menées avec la FFBoxe et l’INSEP ont montré tout le potentiel de notre PIB sur mesure pour la santé et la sécurité des sportifs. Actuellement, la littérature relève aussi un intérêt du port de la PIB dans la prévention des commotions cérébrales, mais le niveau de preuve est insuffisant, car le bénéfice serait principalement lié au design de la PIB utilisée.

Au regard des données épidémiologiques des commotions cérébrales dans le sport et des répercussions à distance (comme l’encéphalopathie traumatique chronique), l’utilisation d’une PIB serait un outil supplémentaire dans les moyens de prévention.

Depuis près de 30 ans, sachant que mieux tenir sa tête et son cou contribuerait à limiter le risque de commotion cérébrale et de traumatisme du rachis cervical, l’hypothèse de notre travail était de concevoir un design de PIB destiné à améliorer le maintien de la tête et du cou par activation des muscles antérieurs du cou lorsque le sportif a les mâchoires serrées.

Quelles sont les étapes nécessaires pour passer d’un résultat de recherche à un produit utilisable sur le terrain ?

- - - - Philippe : Après avoir défini des critères normatifs de conception des PIB, puis avoir amélioré celles du commerce en brevetant une PIB adaptable, vendue un temps par Decathlon, notre dernière étude s’est tout naturellement appuyée sur l’association de nouvelles technologies numériques, le scan intra-buccal et l’impression 3D, pour améliorer la qualité des PIB sur mesure et favoriser leur accès au plus grand nombre.

L’innovation est une pièce, appelée pièce inter-arcade ou PIA, qui permet de produire la PIB grâce à un enregistrement numérique rapide et en une seule séance des arcades dentaires ainsi que de leur position relative. La détermination de cette position permet la modélisation d’une PIB, avant de l’imprimer.

- - - - Hélène : Les résultats de notre première étude expérimentale (1), publiée dans eBioMedicine ont permis de confirmer notre hypothèse : lorsque des footballeurs portent la PIB quand ils font des têtes, les accélérations subies par leur tête à chaque impact avec le ballon sont significativement réduites, de même que les effets négatifs sur les performances cognitives et le fonctionnement cérébral.

Toutefois, il y a nécessité de valider les effets bénéfiques de la PIB en conditions sportives réelles pour réduire les conséquences des impacts répétés sur le cerveau. C’est un des principaux objectifs du prochain projet de recherche, qui a obtenu un financement de l’Agence nationale de la recherche.

Quels étaient les principaux paramètres mesurés lors des tests ?

- - - - Hélène : La réduction des effets cognitifs et sur le fonctionnement cérébral des têtes répétées avec la PIB a été encore plus importante que ce à quoi nous nous attendions.
        Par exemple, après 10 têtes répétées chez les footballeurs, on observe une réduction significative des effets négatifs en mémoire de travail visuo-spatiale et en mémoire à long terme visuelle, mais aussi une réduction significative des effets observés sur l’inhibition corticomotrice et des modifications aiguës observées après les têtes dans deux réseaux fronto-occipitaux.

- - - - Philippe : On a observé des améliorations significatives lors des tests ventilatoires, des enregistrements de l’activation des muscles antérieurs, ainsi que de la contraction volontaire maximale des muscles fléchisseurs du cou.
        La position mâchoires serrées produit une activation des muscles antérieurs du cou. Cette activation améliore le maintien de la tête et du cou, réduisant ainsi les effets délétères des accélérations subies par l’encéphale pendant la pratique sportive.Enfin, un test de confort a également été effectué pour confirmer que la PIB ne perturbait pas le sportif. Tous ces résultats ont confirmé nos hypothèses de départ.Un résultat surprenant est venu des études mécaniques menées avec l’ENSAM de Bordeaux.Nous avions testé différentes PIB vendues dans le commerce pour les comparer avec notre prototype de PIB adaptable breveté et notre modèle sur mesure. Une des protections du commerce s’est avérée dangereuse par son absence de rétention sur l’arcade maxillaire, mais ses résultats en termes de comportement à l’impact se sont révélés équivalents à notre prototype adaptable et à notre modèle sur mesure.
        L’explication était que son défaut de rétention lui conférait une capacité d’absorption d’un impact en plusieurs temps, ce qui diminuait l’effort maximum mesuré. Cette observation a montré l’importance d’une évaluation normative basée sur plusieurs critères.

Comment voyez-vous évoluer la recherche sur les équipements de protection dans le sport ?

- - - - Hélène : Grâce aux avancées technologiques, on peut espérer une évolution vers des modèles à la fois efficaces en termes de protection et capables d’enregistrer les impacts à la tête et de mesurer les accélérations de manière fiable et précise sur le terrain, qui soient fabriqués sur mesure pour assurer l’efficacité et le confort, tout en garantissant un processus rapide et un coût raisonnable, afin de favoriser une large diffusion et accessibilité au public.

- - - - Philippe : Nous avons validé la possibilité d’intégrer des capteurs (accéléromètres ou centrale inertielle) dans la chaîne de production des PIB sur mesure.
        La précision du positionnement du capteur dans notre procédure est un atout pour la qualité des données recueillies et permet de nous projeter vers un système prévoyant un retour utilisateur de l’accumulation des accélérations subies par l’encéphale lors de la pratique sportive.

1-Claire Pitteu, Philippine Lepère, Philippe Poisson, Etienne Guillaud, Emilie Doat, et al.. A custom-made mouthguard reduces head acceleration during soccer heading and prevents acute electrophysiological and cognitive changes in amateur male players. EBioMedicine, 2025, 115, pp.105674. ⟨10.1016/j.ebiom.2025.105674⟩. ⟨hal-05069046⟩

2-Fuentes, S., Poisson, P., Tourdias, T., Zhang, B., Dehail, P., Cassoudesalle, H., 2026. Wearing a custom-made mouthguard limits acute changes in functional connectivity associated with heading in male soccer players. Ann Phys Rehabil Med 69, 102118. https://doi.org/10.1016/j.rehab.2026.102118

3-Mackay, D.F., Russell, E.R., Stewart, K., MacLean, J.A., Pell, J.P., Stewart, W., 2019. Neurodegenerative Disease Mortality among Former Professional Soccer Players. N. Engl. J. Med. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1908483

4-Orhant, E., Carling, C., Chapellier, J.-F., Marchand, J.-L., Pradat, P.-F., Elbaz, A., Maniez, S., Moisan, F., Rochcongar, P., 2022. A retrospective analysis of all-cause and cause-specific mortality rates in French male professional footballers. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports 32, 1389–1399. https://doi.org/10.1111/sms.14195

5-Ueda, P., Pasternak, B., Lim, C.-E., Neovius, M., Kader, M., Forssblad, M., Ludvigsson, J.F., Svanström, H., 2023. Neurodegenerative disease among male elite football (soccer) players in Sweden: a cohort study. The Lancet Public Health 8, e256–e265. https://doi.org/10.1016/S2468-2667(23)00027-0