Estratégia inteligente de liberação de tetraciclina em implantes de titânio funcionalizados com nanotubos e filme de ácido hialurônico e catecol

• Processo: 25/04881-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Clínica Odontológica
• Pesquisador responsável: Valentim Adelino Ricardo Barão
• Beneficiário: Catia Sufia Alves Freire de Andrade
• Instituição Sede: Faculdade de Odontologia de Piracicaba (FOP). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Anti-infecciosos Implantes dentários Ósseointegração Tetraciclina Titânio Prótese dentária
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antimicrobiano | implantes dentais | osseointegração | tetraciclina | titânio | Prótese dentária

Resumo

O titânio, conhecido por suas excelentes propriedades mecânicas, químicas e de biocompatibilidade, tornou-se o material de escolha para implantes dentários e ortopédicos devido à sua capacidade de osseointegração. No entanto, a camada fina e amorfa de dióxido de titânio (TiO¿) que se forma sobre os implantes de titânio pode degradar-se no ambiente oral, levando à colonização microbiana e à formação de biofilmes, que são os principais fatores etiológicos das doenças peri-implantares, como a peri-implantite. Atualmente, não há consenso sobre uma terapia completamente eficaz para a peri-implantite, ressaltando a necessidade de novas abordagens. Nesse contexto, a bioengenharia tem buscado alternativas para o desenvolvimento de superfícies capazes de prevenir, controlar ou erradicar a colonização microbiana. Este estudo propõe uma abordagem inovadora para melhorar as superfícies dos implantes, combinando a anodização eletroquímica para criar nanotubos de titânio (NTs) com a incorporação de tetraciclina, um antibiótico de amplo espectro com propriedades antimicrobianas e anti-inflamatórias. Os NTs funcionam como reservatórios para liberação controlada do fármaco, enquanto um filme de ácido hialurônico (AH) funcionalizado com catecol será aplicado para modular a liberação da tetraciclina em resposta à hialuronidase. O objetivo principal deste estudo é avaliar a eficácia antibacteriana, a capacidade osteogênica e a estabilidade mecânica desse sistema de NTs-tetraciclina-AH. Para isso, amostras de titânio comercialmente puro (TiCp), grau II serão divididas aleatoriamente em quatro grupos: (1) TiCp com superfície usinada e polida (controle - Ti); (2) TiCp tratado com nanotubos (TNs); (3) TiCp tratado com nanotubos e incorporados com tetraciclina (TNs + TC); (4) TiCp tratado com nanotubos e ácido hialurônico (TNs + AH) e (5) TiCp tratado com nanotubos, incorporados com tetraciclina e selados com um filme de ácido hialurônico (TNs + TC + AH). A liberação de tetraciclina será monitorada com e sem hialuronidase, e em co-cultivo com Staphylococcus aureus. A degradação do filme de AH será avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização da superfície incluirá MEV, espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia confocal (CLSM), difração de raios X (DRX), perfilometria, molhabilidade e microdureza Vickers. Testes tribológicos avaliarão o coeficiente de atrito e resistência ao desgaste. Além disso, será avaliada a formação de biofilme monoespécie (S. aureus) e polimicrobianos, com análise por contagem de unidades formadoras de colônia (UFC), MEV, CLSM e técnica de DNA-DNA checkerboard para identificar espécies bacterianas. A avaliação biológica utilizará células pré-osteoblásticas (MC3T3-E1), com ensaios de MTT para viabilidade celular, MEV e CLSM para morfologia, fosfatase alcalina (ALP) para diferenciação osteoblástica, e Alizarin Red-S (ARS) para mineralização. A expressão gênica de marcadores osteogênicos (IL-6, COLI e TGF-¿) será avaliada por RT-PCR.