Orientador: Americo Bortolazzo Correr

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba

Resumo: O objetivo neste estudo foi investigar a eficácia de filmes de diamante e de dióxido de titânio contra biofilmes de Streptococcus mutans (S. mutans), depositados em superfícies metálicas compatíveis com acessórios ortodônticos. Para isso, foram utilizados os tratamentos experimentais com...

Resumo: O objetivo neste estudo foi investigar a eficácia de filmes de diamante e de dióxido de titânio contra biofilmes de Streptococcus mutans (S. mutans), depositados em superfícies metálicas compatíveis com acessórios ortodônticos. Para isso, foram utilizados os tratamentos experimentais com filme de diamante CVD (DCVD) depositados via CVD (Chemical Vapor Deposition) e filme de dióxido de titânio (TiO2) depositados pelo Sputtering System. Para a avaliação do DCVD foram utilizados braquetes metálicos (Roth Max 0,022 polegadas, Morelli-BR) e para avaliação do TiO2 foram utilizados discos em aço inox 304 (10 mm de diâmetro e 2 mm de espessura), polidos e esterilizados. Os braquetes e os discos foram divididos em 2 grupos: sem tratamento (controle) e com tratamento (DCVD) ou (TiO2). Os filmes (DCVD e TiO2) foram caracterizados por espectroscopia Raman, microscopia de força atômica (AFM), difração de raios X (XRD), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e molhabilidade; para o filme de TiO2 também foi realizada a análise eletroquímica. Culturas overnight de S. mutans (UA159) foram incubadas a 37°C em condições microanaeróbicas por 24 h, 48 h, 72 h e 7 dias. Os biofilmes foram analisados por coloração de cristal violeta (CV), contagem de unidades formadoras de colônias (CFU), ensaio de atividade metabólica (XTT), microscopia confocal de varredura a laser (CSLM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV); para os filmes de DCVD, também foi realizada análise por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados mostraram que os filmes de DCVD e TiO2, eram homogêneos e com fases cristalinas. O DCVD apresentou rugosidade quadrática média (RMS) maior do que o controle; no entanto, apresentou característica hidrofóbica. O filme de TiO2 exibiu menor rugosidade e maior característica hidrofóbica que o controle, e resistência ao processo corrosivo. O biofilme tratado com DCVD apresentou formação de maior massa de biofilme, mas com menor viabilidade bacteriana. As imagens de MEV, CLSM e a análise quantitativa confirmam esses resultados e as imagens de MET mostraram alterações morfológicas significativas nas estruturas celulares bacterianas na presença de DCVD. Os biofilmes tratados com TiO2 apresentaram menor crescimento e desenvolvimento do biofilme comparado ao controle para todos os tempos observados, sendo mais efetivos nos tempos de 24h, 48hs. As imagens de MEV, CLSM e a análise quantitativa confirmam esses resultados. Conclui-se que as películas de DCVD e TiO2 foram depositadas de modo eficiente e que os tratamentos com DCVD e TiO2 foram eficazes na inativação do S. mutans

Abstract: The aim of this study was to investigate the effectiveness of diamond and titanium dioxide films against Streptococcus mutans (S. mutans) biofilms deposited in orthodontic fixtures. Experimental treatments were used with CVD diamond film (DCVD) deposited via CVD (Chemical Vapor Deposition)...

Abstract: The aim of this study was to investigate the effectiveness of diamond and titanium dioxide films against Streptococcus mutans (S. mutans) biofilms deposited in orthodontic fixtures. Experimental treatments were used with CVD diamond film (DCVD) deposited via CVD (Chemical Vapor Deposition) and titanium dioxide film (TiO2) deposited by the Sputtering System. For the evaluation of CVD, metallic brackets (Roth Max 0.022 inches, Morelli-BR) were used and for the evaluation of TiO2 304 stainless steel discs (10 mm in diameter and 2 mm thick), polished and sterilized were used. Discs and brackets were divided into 2 groups: untreated (control) and treated (CVD) or (TiO2). The films (DCVD and TiO2) were characterized by AFM (roughness), Raman, XPS, XRD and wettability; for the TiO2 film, electrochemical analysis was also performed. Overnight cultures of S. mutans (UA159) were incubated at 37°C under anaerobic conditions for 24 h, 48 h, 72 h and 7 days. Biofilms were analyzed by crystal violet staining (CV), colony forming unit count (CFU), metabolic activity assay (XTT), confocal electron microscopy (CSLM) and scanning electron microscopy (SEM); for the DCVD films, transmission electron microscopy (TEM) analysis was also performed. The results showed that the films of DCVD and TiO2 were homogeneous and with crystalline phases. The CVD showed a mean square roughness (RMS) greater than the control; however, it presented a hydrophobic characteristic. The TiO2 film exhibited less roughness and greater hydrophobic characteristics than the control, and resistance to corrosive process. The biofilm treated with CVD showed formation of greater biofilm mass, but with lower bacterial viability. SEM, CLSM and quantitative analysis confirm these results and TEM images showed significant morphological changes in bacterial cell structures. Biofilms treated with TiO2 showed lower biofilm growth and development compared to the control, for all times observed, being more effective at times of 24h and 48h. SEM, CLSM and quantitative analysis images confirm these results. It is concluded that treatments with CVD and TiO2 were effective in inactivating S. mutans, suggesting their use as coverage strategies for orthodontic accessories to prevent caries during orthodontic treatment

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