Revestimento de TiO2 dopado com nitrogênio e bismuto para implantes dentários: desempenho fotocatalítico sob luz visível e efeito antimicrobiano = Nitrogen and bismuth-doped TiO2 coating for dental implants : photocatalytic performance under visible light and antimicrobial effect

Autor(es)

Bruna Egumi Nagay

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Odontologia de Piracicaba
• Data de defesa: 2019-02-22

Membros da banca

Valentim Adelino Ricardo Barão; Aldiéris Alves Pesqueira; Nilson Cristino da Cruz

• Orientador: Valentim Adelino Ricardo Barão

Resumo

O aperfeiçoamento de biomateriais para implantes dentários que possibilite menor adesão bacteriana é necessário para a prevenção de infecções peri-implantares. O revestimento com dióxido de titânio (TiO2), conhecido por sua excelente propriedade fotocatalítica antibacteriana, seria uma ótima alternativa de tratamento da peri-implantite se seu efeito não fosse limitado ao espectro de luz ultravioleta (UV). Uma vez que a UV tem potencial efeito carcinogênico, a dopagem do TiO2 com nitrogênio (N) e bismuto (Bi) pode ser uma opção para obter efeito fotocatalítico sob luz visível. O objetivo deste estudo foi desenvolver um revestimento de TiO2 dopado com N e Bi na superfície de discos de titânio comercialmente puro (Ticp) via plasma eletrolítico de oxidação (PEO) para investigar o potencial efeito fotocatalítico e antibacteriano do revestimento na presença e ausência de luz visível. Foram utilizados acetato de amônio para formação de TiO2 cristalino e incorporação de N, ureia como fonte adicional de N e nitrato de Bi como precursor de Bi. Os grupos estudados foram: (1) Ticp polido (grupo controle); (2) TiO2 (PEO com TiO2); (3) U-TiO2 (PEO com TiO2 e ureia); (4) Bi-TiO2 (PEO com TiO2 e Bi); (5) U,Bi-TiO2 (PEO com TiO2, ureia e Bi). As superfícies foram caracterizadas quanto à morfologia (microscopia eletrônica de varredura - MEV e microscopia confocal de varredura a laser), composição química (espectroscopia de energia dispersiva e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X), estrutura cristalina (difração de raios X), rugosidade (perfilometria), molhabilidade (ângulo de contato da água) e band gap (espectroscopia de refletância difusa no UV-visível). A atividade fotocatalítica e a reusabilidade (após 24 h e 72 h) foram avaliadas pela degradação do corante alaranjado de metila (AM). A adesão bacteriana (2 h) e o biofilme (24 h) composto por Streptococcus sanguinis e Actinomyces naeslundii sobre os discos foram avaliados após irradiação ou não (escuro) do biofilme com luz visível (30min; LED 105W, ? = 420 nm - 690 nm, 45 mW/cm²) quanto às unidades formadoras de colônia e estrutura (MEV). A adsorção de albumina nas superfícies foi avaliada pelo método do ácido bicinconínico. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e ao teste de Tukey HSD (?=0,05). O PEO formou TiO2 cristalino dopado com os elementos propostos. As superfícies experimentais apresentaram maior rugosidade, hidrofilicidade e adsorção de albumina comparado ao Ticp (p<0,05). Bi-TiO2 e U,Bi-TiO2 apresentaram os menores valores de band gap e maior degradação de AM sob irradiação e no escuro quando comparado aos demais grupos (p<0,05), com efeito fotocatalítico mesmo após 72 h da primeira análise. Os grupos com Bi, especialmente o Bi-TiO2, apresentaram atividade antibacteriana no biofilme formado por 24 h após 30 min no escuro comparado ao Ticp (p<0,05), e esse efeito foi potencializado (?1 log) na presença de luz. Estes resultados suportam o uso do Bi-TiO2 sintetizado por PEO como alternativa para tratamento de superfície de implantes dentários e controle de infecções peri-implantares, apresentando maior adsorção de albumina e atividade antibacteriana (24 h de biofilme) no escuro com efeito potencializado após a aplicação de luz visível (AU)

• Processo FAPESP: 17/00314-6 - Atividade fotocatalítica antimicrobiana do TiO2 dopado com Nb2O5 em filmes depositados por plasma eletrolítico de oxidação na superfície de titânio comercialmente puro.
• Beneficiário: Bruna Egumi Nagay
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado