Caracterização, atividade antimicrobiana, biocompatibilidade e resposta inflamatória de resina 3D para bases de prótese funcionalizada com alfa-tungstato de prata

Abstract

O objetivo deste estudo foi funcionalizar uma resina para base de prótese impressa tridimensionalmente (3D) com microcristais de α-Ag2WO4 e avaliar suas propriedades químicas e superficiais, resistência à flexão, atividade antimicrobiana, biocompatibilidade e resposta inflamatória. Os espécimes de resina foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A rugosidade da superfície foi avaliada por perfilometria, e a molhabilidade e a energia livre de superfície foram determinadas por meio de um goniômetro. A resistência à flexão foi avaliada por meio de ensaio mecânico de flexão de três pontos. A atividade antimicrobiana foi avaliada contra Candida albicans, Staphylococcus aureus e Escherichia coli nas fases de adesão e formação de biofilme por contagem de UFC/mL e por Microscopia de Fluorescência Confocal (MFC). Ensaios de curva de morte foram realizados utilizando o ensaio Alamar Blue (AB). A biocompatibilidade dos materiais foi avaliada em um modelo organotípico 3D de mucosa oral por meio de AB e MFC. A resposta inflamatória foi avaliada por meio da produção de citocinas, utilizando citometria de fluxo. As análises de DRX, FTIR e MEV demonstraram que o α-Ag2WO4 foi incorporado à resina e que sua estrutura foi preservada. A rugosidade da superfície não foi alterada, a energia livre de superfície aumentou e a resistência à flexão foi ligeiramente diminuída. As resinas funcionalizadas exibiram efeitos antifúngicos e antibacterianos, tanto na fase de adesão quanto na fase de biofilme. A funcionalização não alterou a biocompatibilidade da resina e não ocasionou uma resposta inflamatória exacerbada. Em conclusão, a funcionalização de uma resina de base de prótese impressa em 3D com α-Ag2WO4 demonstrou atividade antimicrobiana sem prejudicar as propriedades superficiais, mecânica e de biocompatibilidade do material.

The aim of this study was to functionalize a three-dimensionally (3D) printed denture base resin with α-Ag2WO4 microcrystals and evaluate its chemical and surface properties, flexural strength, antimicrobial activity, biocompatibility, and inflammatory response. Resin specimens were characterized using X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Scanning Electron Microscopy (SEM). Surface roughness was evaluated by profilometry, and wettability and surface free energy were determined using a goniometer. Flexural strength was assessed through three-point mechanical flexural testing. Antimicrobial activity was evaluated against Candida albicans, Staphylococcus aureus, and Escherichia coli in the adhesion and biofilm formation phases by counting CFU/mL and by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM). Time-kill curve assays were performed using the Alamar Blue (AB) assay. The biocompatibility of the materials was evaluated in a 3D organotypic model of oral mucosa using AB and CLSM. The inflammatory response was assessed by cytokine production using flow cytometry. XRD, FTIR, and SEM analyses demonstrated that α-Ag2WO4 was incorporated into the resin and that its structure was preserved. The surface roughness was not changed, the surface free energy increased and the flexural strength was slightly decreased. The functionalized resins exhibited antifungal and antibacterial effects, both in the adhesion and biofilm stages. Functionalization did not alter the biocompatibility of the resins and did not cause an exacerbated inflammatory response. In conclusion, the functionalization of a 3D-printed denture base resin with α-Ag2WO4 demonstrated antimicrobial activity without detrimental effect on the surface, mechanical and biocompatibility properties of the material.