Estudo sobre a arquitetura e o comportamento dos biofilmes simples e misto - Fusobacterium nucleatum e Porphyromonas gingivalis - frente a duas diferentes superfícies de abutments de implantes

Resumo

O sucesso clínico da terapia com implantes depende da osseointegração primária e da ausência de inflamação no tecido peri-implantar. Um importante fator contribuinte para o desenvolvimento da inflamação é a colonização de microrganismos e subsequente formação de biofilme tanto nos materiais para implante quanto para componentes protéticos. Neste estudo, nós focamos no efeito de um tratamento de superfície para implante de titânio (Ti) e em materiais para abutments na adesão de bactérias e formação de biofilme. O tratamento em questão, consiste na conversão das propriedades hidrofóbicas do Ti para hidrofílicas por meio da luz UV "photofunctionalization" durante 12 minutos. Biofilme foi desenvolvido pela incubação dos discos com e sem tratamento, em rico meio de cultura contendo uma complexa comunidade oral representativa da saliva humana. A biomassa e o perfil das bactérias aderidas em ambas as superfícies foram analisadas após 3 e 16 horas. Para os demais experimentos, discos de Ti e ZrO2 simulando as superfícies dos abutments de implantes e esmalte bovino (EB) como controle positivo, foram estudadas em relação a energia livre de superfície e a morfologia avaliada por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Biofilmes simples, com Streptococcus mutans (S. mutans), Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) e Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum), e em multiespécie (P. gingivalis e F. nucleatum) foram desenvolvidos sobre as amostras e os resultados foram analisados quantitativamente por meio da contagem de colônia (CFU) e qualitativamente por meio da microscopia confocal de varredura a laser (MCVL). Para o último estudo, dados quantitativos e qualitativos foram obtidos após 16 e 48 horas de incubação. O perfil das bactérias, também, foi analisado por meio do método de eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) e as bandas dominantes excisadas para posterior sequenciamento do DNA. Em relação ao primeiro trabalho, embora o perfil das bactérias aderidas apresentaram similaridade após 16 horas de incubação, a biomassa do biofilme formado sobre as superfícies de Ti tratado com a luz UV, foi significamente menor. Entre as superfícies de Ti e ZrO2, a análise da topografia e morfologia mostraram homogeneidade entre os materiais do mesmo grupo. Ti e ZrO2 apresentaram fortes características hidrofóbicas enquanto o EB, dada a estrutura molecular da hidroxiapatita, revelou ambas as propriedades, hidrofóbicas e hidrofílicas. Contudo, a imersão dos discos em saliva humana, alterou as características físico-químicas de todos os materiais, aumentando a hidrofilicidade do Ti e da ZrO2. Imagens qualitativas revelaram um evidente aumento na densidade das células aderidas sobre as superfícies de EB em comparação com os demais materiais. Na formação de um biofilme anaeróbico maduro, as superfícies de Ti e ZrO2 mostraram menor número de células depositadas em caso de biofilmes simples com P. gingivalis e em multiespécie, respectivamente. Imagens qualitativas mostraram maior densidade de pixels representativos da biomassa do biofilme formado sobre o controle positivo; enquanto uma menor densidade, sugerindo um biofilme pouco espesso, foi observada para as superfícies de ZrO2. Em contraste com estes resultados, quando utilizamos uma complexa comunidade de bactérias, observamos que embora a composição dos microrganismos se apresentaram semelhantes em ambas as superfícies para o mesmo tempo de incubação, a biomassa do biofilme sobre o material de ZrO2 foi significativamente maior em comparação com o Ti. Em conclusão, o tratamento com UV-photofunctionalization, reduziu significativamente a formação de um complexo biofilme oral nas superfícies de Ti. Em caso de materiais para abutments de implantes, nossos achados sugerem que a composição do material assim como a comunidade bacteriana utilizada nos experimentos tem um importante impacto no resultado final das fases de adesão e biofilme. (AU)