Síntese de revestimento bi-camada funcionalizado com zinco e complexo quitosana-antibiótico fotoativado para liberação controlada de droga em implantes dentários

• Processo: 22/15677-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2023
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Clínica Odontológica
• Pesquisador responsável: Valentim Adelino Ricardo Barão
• Beneficiário: Samuel Santana Malheiros
• Instituição Sede: Faculdade de Odontologia de Piracicaba (FOP). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Biofilmes Demeclociclina Implantes dentários Quitosana Titânio Zinco
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biofilme | demeclociclina | implantes dentários | quitosana | titânio | zinco | Prótese Dentária/Implantodontia

Resumo

Os revestimentos em titânio (Ti) depositados por plasma eletrolítico de oxidação (PEO) apresentam bons resultados biológicos. Entretanto, a adição de agentes antimicrobianos como elementos químicos e antibióticos se mostra necessária. Diferente de outros elementos, o zinco (Zn) demonstra boa capacidade antibacteriana e excelente citocompatibilidade. Já o antibiótico demeclociclina (DMC) se destaca por ter além de efeito bacteriostático, a capacidade de gerar espécies reativas de oxigênio quando irradiado, sendo um fotossensibilizador na terapia fotodinâmica antimicrobiana. Portanto, o objetivo deste estudo é desenvolver um novo revestimento contendo cálcio, fósforo e Zn depositado por PEO e recoberto por filme de quitosana para liberação controlada da DMC além de avaliar sua citocompatibilidade e efeito antimicrobiano associado ou não à luz. Inicialmente, a concentração inibitória mínima (MIC) e a concentração bactericida mínima (MBC) da DMC serão determinadas para o estabelecimento da concentração inicial da droga a ser incorporada no filme. Com isso, o estudo contará com os seguintes grupos: (I) Ti usinado e polido (controle); (II) Ti tratado com PEO; (III) Ti com PEO e Zn; (IV) Ti com PEO, Zn e filme de quitosana; (V) Ti com PEO, Zn e filme de quitosana com DMC e (VI) Ti com PEO, Zn e filme de quitosana com DMC associado à iluminação. A superfície dos discos será caracterizada através de microscopia confocal de varredura a laser (CLSM), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva, espectroscopia de fotoelétrons de Raio X, difração de raio X, perfilometria, energia livre de superfície e ensaio fotocatalítico. A degradação do filme de quitosana será avaliada por MEV. A liberação de Zn2+ e DMC das superfícies será avaliada utilizando-se análise por plasma acoplado indutivamente e por espectrofotometria, respectivamente. A atividade antimicrobiana das superfícies será avaliada na ausência e na presença de luz (415 nm; dose de luz de 10 J/cm2) a partir de modelo de microcosmo. Será feita quantificação de unidades formadoras de colônia, análise estrutural do biofilme por MEV e CLSM e composição microbiana por DNA-DNA checkerboard. A adsorção de proteína será avaliada por meio da proteína plasmática albumina do soro bovino. A citocompatibilidade de células MC3T3-E1 será avaliada por ensaio de MTT e fluorescência, avaliação morfológica por MEV e CLSM, atividade da enzima fosfatase alcalina e produção de nódulos de mineralização. Os dados serão submetidos a estatística descritiva e análise de pressupostos para determinação de testes estatísticos apropriados. O nível de significância será de 0,05.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MALHEIROS, SAMUEL S.; NAGAY, BRUNA E.; BERTOLINI, MARTINNA M.; DE AVILA, ERICA D.; SHIBLI, JAMIL A.; SOUZA, JOAO GABRIEL S.; BARAO, VALENTIM A. R.. Biomaterial engineering surface to control polymicrobial dental implant-related infections: focusing on disease modulating factors and coatings development. Expert Review of Medical Devices, v. 20, n. 7, p. 17-pg., 2023-05-31. (21/09434-0, 22/15677-5, 20/05231-4, 18/20719-3, 19/17238-6)