Avaliação das propriedades antimicrobianas de uma resina ortodôntica experimental contendo trimetafosfato de sódio

Com o avanço das pesquisas no campo da nanobiotecnologia, a incorporação de nanomateriais com potencial bioativo e antimicrobiano a compósitos resinosos tem se mostrado uma alternativa viável e de baixo custo para auxiliar o controle do biofilme durante o tratamento ortodôntico. Este estudo avaliou as etapas de obtenção e caracterização de nanopartículas de trimetafosfato de sódio (TMP) e os efeitos da incorporação dessas nanopartículas à uma resina composta, sobre o biofilme de Streptococcus mutans. Após a síntese das nanopartículas de TMP por moagem úmida, o material foi caracterizado quanto ao tamanho médio de partículas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e seu perfil cristalográfico foi analisado por difração de raios X. Posteriormente, as nanopartículas foram incorporadas ao compósito resinoso Filtek Z350 XT (3M) com o auxílio de um homogeneizador de alta velocidade (SpeedMixer), possibilitando a confecção de corpos de prova em diferentes dimensões para os ensaios laboratoriais. As amostras foram avaliadas quanto à distribuição das nanopartículas na matriz resinosa por meio de MEV acoplada à espectroscopia de energia dispersiva (EDS), com mapeamento elementar (n=2). Adicionalmente, foram realizados ensaios biológicos para avaliação da atividade antimicrobiana, incluindo contagem de unidades formadoras de colônia (UFC) (n=8) e análise de viabilidade celular por Live/Dead (n=2). Os dados obtidos foram submetidos a testes estatísticos apropriados, após verificação da normalidade e homogeneidade das variâncias, adotando-se nível de significância de 5%. De acordo com os resultados obtidos, o protocolo de moagem úmida foi eficaz na obtenção de nanopartículas de TMP, preservando suas características morfológicas e cristalográficas. Por sua vez, a incorporação das nanopartículas ao compósito também se mostrou adequada, evidenciando distribuição satisfatória na matriz resinosa. De modo geral, as formulações contendo TMP a 7% e 14% não apresentaram efeito bactericida direto sobre S. mutans na contagem de UFC. Entretanto, a análise por Live/Dead indicou discreto comprometimento da viabilidade bacteriana na camada superficial do biofilme, sugerindo um discreto efeito antibiofilme por contato. Dessa forma, os achados indicam que o desenvolvimento de compósitos ortodônticos experimentais contendo nanopartículas bioativas é viável do ponto de vista químico, com adequada obtenção e dispersão dos nanomateriais em uma matriz resinosa de alta carga inorgânica. No entanto, estudos adicionais são necessários para elucidar os efeitos do TMP, em diferentes concentrações, sobre o biofilme de S. mutans, especialmente no que se refere à sua ação por contato.

Resumo (inglês)

With the advancement of research in the field of nanobiotechnology, the incorporation of nanomaterials with bioactive and antimicrobial potential into resin composites has emerged as a viable and low-cost alternative to assist in biofilm control during orthodontic treatment. This study evaluated the stages involved in the synthesis and characterization of sodium trimetaphosphate (TMP) nanoparticles and the effects of incorporating these nanoparticles into a resin composite on Streptococcus mutans biofilm. After the synthesis of TMP nanoparticles by wet milling, the material was characterized regarding its average particle size by scanning electron microscopy (SEM), and its crystallographic profile was analyzed by X-ray diffraction (XRD). Subsequently, the nanoparticles were incorporated into the Filtek Z350 XT (3M) resin composite using a high-speed homogenizer (SpeedMixer), enabling the fabrication of specimens with different dimensions for laboratory testing. The samples were evaluated for the distribution of nanoparticles within the resin matrix by SEM coupled with energy-dispersive spectroscopy (EDS), including elemental mapping (n = 2). In addition, biological assays were performed to evaluate antimicrobial activity, including colony-forming unit (CFU) counting (n = 8) and cell viability analysis using the Live/Dead assay (n = 2). The obtained data were subjected to appropriate statistical analyses after verification of normality and homogeneity of variances, adopting a significance level of 5%. According to the results obtained, the wet milling protocol was effective in producing TMP nanoparticles while preserving their morphological and crystallographic characteristics. Likewise, the incorporation of the nanoparticles into the resin composite proved to be adequate, demonstrating satisfactory distribution throughout the resin matrix. Overall, the formulations containing 7% and 14% TMP did not exhibit a direct bactericidal effect against S. mutans in the CFU counting assay. However, Live/Dead analysis indicated a slight impairment of bacterial viability in the superficial layer of the biofilm, suggesting a subtle contact-dependent antibiofilm effect. Therefore, the findings indicate that the development of experimental orthodontic composites containing bioactive nanoparticles is chemically feasible, with adequate synthesis and dispersion of the nanomaterials within a highly filled resin matrix. Nevertheless, additional studies are required to elucidate the effects of TMP, at different concentrations, on S. mutans biofilm, particularly regarding its contact-dependent mechanism of action.

Palavras-chave

Cárie dentária Aparelhos ortodônticos removíveis Produtos com ação antimicrobiana Polifosfatos Dental caries Orthodontic appliances, removable Antimicrobial agents Polyphosphates

Idioma

Português

Citação

Marsola BM. Avaliação das propriedades antimicrobianas de uma resina ortodôntica experimental contendo trimetafosfato de sódio [Trabalho de Conclusão de Curso – Graduação em Odontologia]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP; 2026.