Desenvolvimento de um novo hidrogel termosensitivo para liberação controlada de drogas direcionado a prevenção e ao tratamento de inflamações peri-implantares

Resumo

Hidrogéis termosensíveis têm sido amplamente utilizados no campo da biotecnologia como carreadores para a liberação controlada de drogas, podendo ser uma alternativa para a prevenção e tratamento de inflamações peri-implantares. Desse modo, o presente estudo tem como objetivo desenvolver um novo hidrogel a base do polímero poli (N-vinilcaprolactama) para liberação controlada de tetraciclina (TC) e avaliar suas propriedades e composição, sua atividade antibacteriana in vitro e in situ, bem como sua interação com as células in vitro e in vivo. Inicialmente, a concentração inibitória mínima (CIM) e a concentração bactericida mínima (CBM) da TC serão determinadas para o estabelecimento da concentração inicial da droga a ser incorporada no hidrogel. Dessa forma, o estudo contará com os seguintes grupos: (1) Hidrogel sem a adição de TC como controle; (2) Hidrogel + TC na concentração determinada pela CBM; (3) Hidrogel + TC com cinco vezes da concentração determinada pela CBM; e (4) Hidrogel + TC com dez vezes da concentração determinada pela CBM. Serão conduzidos 3 estudos: no estudo 1 in vitro será realizada a caracterização do hidrogel nas diferentes concentrações de TC em relação a morfologia por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), estrutura molecular pela espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), temperatura crítica de solução pela espectroscopia ultravioleta visível (UV/VIS), tempo de geleificação por meio do método da inclinação, grau de intumescência pela avaliação da absorção de líquido, propriedades reológicas por meio de reômetro e degradação através da perda de massa após imersão em solução contendo a enzima colagenase tipo II. A liberação de TC será avaliada pela cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) após 1, 3, 7 e 15 dias. A microscopia de força atômica será realizada para analisar como ocorre a liberação de TC. A adesividade do hidrogel ao titânio será analisada pelo teste de cisalhamento. A atividade antimicrobiana do hidrogel será avaliada in vitro a partir de modelo de microcosmo por meio da quantificação das unidades formadoras de colônia (UFC/mL), análise da composição microbiana por DNA-DNA checkerboard e análise estrutural do biofilme por MEV e microscopia confocal a laser. Análises qualitativas e quantitativas serão realizadas para confirmar a ausência de toxicidade do hidrogel quando em contato com células de fibroblastos gengivais humanos (FGH). No estudo 2 in situ será utilizada a concentração de TC mais adequada de acordo com os resultados do estudo 1 para verificação da efetividade antibacteriana do hidrogel através da quantificação de UFC/mL, composição microbiana por DNA-DNA checkerboard e células vivas e mortas pela microscopia confocal a laser. Na última etapa do projeto, este novo material será investigado quanto ao efeito na resposta inflamatória e consequente influência no processo cicatricial em modelo animal. Para isso, um implante será instalado na tíbia de cada rato, e em ambos os lados, totalizando dois implantes por animal. Em uma tentativa de mimetizar o ambiente infeccioso, os implantes correspondentes ao grupo experimental serão contaminados, in vitro, e raspados simulando a etapa clínica, como procedimento mandatório e prévio ao tratamento aqui proposto. Na sequência, o hidrogel contendo a TC será aplicado ao redor das roscas expostas pelo defeito criado, simulando, desta forma, a reabsorção óssea. Por conseguinte, análises para confirmar a presença de colônias viáveis e identificar a composição microbiana sobre os implantes após a aplicação do hidrogel serão realizadas por meio do UFC/mL, e DNA-DNA checkerboard, respectivamente. Já a inflamação tecidual será estudada por meio de cortes histológicos e a produção de citocinas anti e pró-inflamatórias será quantificada pela tecnologia Multiplex. Os dados quantitativos serão submetidos à análise estatística apropriada com nível de significância de 5%. (AU)