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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.23.2016.tde-25022016-170056
Documento
Autor
Nome completo
Talita Girio Carnaval
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Adde, Carlos Alberto (Presidente)
Romano, Marcelo Munhóes
Romão Junior, Waldyr
Chavez, Victor Elias Arana
Gonçalves, Flavia
Título em português
Análise in vitro de um dispositivo polimérico como alternativa para o uso de antimicrobiano sistêmico em Odontologia
Palavras-chave em português
Antimicrobiano
Polímero. Poli-L-lactídeo (PLLA)
Teste de biocompatibilidade
Testes de Sensibilidade a Antimicrobianos por Disco-Difusão
Resumo em português
A administração indiscriminada de antimicrobianos sistêmicos tem como principais efeitos indesejáveis a seleção antimicrobiana, hipersensibilidade, comprometimento gastrointestinal e toxicidade. A busca por uma alternativa à terapêutica antimicrobiana sistêmica em Odontologia através do uso de um material biodegradável de aplicação local pode apresentar inúmeras vantagens. As características estruturais, de citocompatibilidade e facilidade de fabricação do polímero sintético ácido poli-L-lactídeo (PLLA) permitem que este seja um carreador de fármacos como amoxicilina (AM), azitromicina (AZ), clindamicina (CL) ou metronidazol (ME) mantendo concentrações inibitórias constantes e por tempo prolongado, sendo capazes de prevenir a colonização dos principais patógenos orais. Objetivo: Avaliar e comparar o comportamento de filmes ou malhas de PLLA associados aos quatro antimicrobianos mais utilizados em Odontologia como uma alternativa local. Metodologia: 180 (N) discos poliméricos com 15 ou 6 mm de diâmetro foram preparados em associação a 20% do antimicrobiano amoxicilina, azitromicina, clindamicina ou metronidazol sendo classificados como grupo F (filme) e M (malha). Foram confeccionados segundo os métodos de deposição e eletrofiação (fibras) respectivamente. Todos os discos foram armazenados em solução tampão (pH 5 ou 7.4) e alíquotas foram coletadas e analisadas por cromatografia líquida de alta performace (HPLC) em 8, 24, 48, 72, 96, 120, 144 e 168 horas. As espécimes foram pesadas após 3 e 6 meses de armazenamento nas soluções tampões para análise de degradação. Para a análise de citotoxicidade, os materiais foram cultivados com fibroblastos humanos por 24h, 48h e 72h e analisados por ensaio de MTT. A capacidade antimicrobiana dos discos foi determinada em cultura de P.gingivalis e S.pyogenes. Para o controle estrutural foram realizadas fotografias digitais e MEV dos espécimes controle, das interfaces (criofratura) e das espécimes degradadas. Resultados: A liberação farmacológica para os antimicrobianos na ordem pH levemente básico (7.4) e ácido (5.0) foi respectivamente: ME 70.03% (F) e 100% (M); 88,01% (F) e 19,4% (M). Para AM 38,73% (F) e 18,63% (M); 61,44% (F) e 47,93% (M). Para AZ 32,53% (F) e 82,85% (M); 46,78% (F) e 73,15% (M). Para CL 68,42% (F) e 81,10% (M); 76,47% (F) e 72,76% (M). A análise antimicrobiana demonstrou capacidade inibitória para S.pyogenes e P.gingivalis para todos os materiais testados, não havendo diferença significativa entre filme e malha dentro de cada grupo (p>0.05). A reação de citotoxicidade por MTT comprovou que os biomateriais testados são compatíveis com fibroblastos humanos e mais citocompatíveis que o controle PLLA, controle de vida e morte (p<0.05). As malhas demonstraram favorecimento do crescimento celular principalmente em 24 e 48 horas. A MEV demonstra um filme com superfície rugosa e malha com fibras e poros mimetizando a matriz extracelular. Após criofratura a MEV da interface comprovou incorporação do fármaco ao filme e malha, exceto para o ME, com cristais externos ao polímero. Após a degradação, os filmes de amoxicilina apresentaram maior degradação que PLLA no pH 5.0 (p=0.007) e pH 7.4 (p=0.046). Já para as malhas a azitromicina apresentou maior degradação que PLLA no pH 7.4 (p=0.031). Conclusão: O PLLA é um polímero cuja associação aos antimicrobianos utilizados mostrou-se segura, citocompatível e promissora na liberação de doses inibitórias contra os microrganismos P.gingivalis e S. pyogenes. A liberação farmacológica foi influenciada pela característica química do fármaco, apresentação do polímero (filme e malha) e pH da solução de armazenamento. Este estudo comprovou ser possível através de uma terapêutica medicamentosa local controlar ou prevenir infecções localizadas, sem que seja necessário o fármaco sistêmico.
Título em inglês
In vitro analysis of a polymeric device as an alternative for systemic antibiotics in Dentistry
Palavras-chave em inglês
Antimicrobial
biocompatibility test
Disk Diffusion Antimicrobial Tests
Polymer. Poly-L-lactide
Resumo em inglês
Indiscriminate administration of systemic antimicrobial has undesirable effects such as antimicrobial selection, hypersensitivity, gastrointestinal commitment and toxicity. For an alternative to systemic antimicrobial therapy in Dentistry, use a biodegradable material of local application can present numerous advantages. The structural characteristics, cytocompatibility and ease of fabrication of the synthetic polymer poly-L- lactide acid (PLLA) enable this to be a carrier biomaterial. When associated with antimicrobials as amoxicillin (AM), azithromycin (AZ), clindamycin (CL) or metronidazole (ME) it can maintain constant the inhibitory concentrations for a long time, being able to prevent colonization of the main oral pathogens. Objective: To evaluate and compare the behavior of PLLA associated with the most useful antimicrobials in Dentistry as an alternative for prevention and treatment of infections. Methodology: 180 (N) polymer discs with 15 or 6 mm diameter were prepared in association with the antimicrobial concentration of 20% amoxicillin, metronidazole, clindamycin or azithromycin being classified as Group F (film) and M (mesh). They were made using the methods of deposition and electrospinning (nanofibers) respectively. All discs were stored in buffer solutions (pH 5 or 7.4) and aliquots were collected and analyzed by high performance chromatography (HPLC) on 8, 24, 48, 72, 96, 120 , 144 and 168 hours. Cytotoxicity of human fibroblasts was tested after 24h, 48h and 72h by the MTT reaction. The antimicrobial capacity of the disks was determined against P. gingivalis and S. pyogenes cultures. The specimens were weighed after 3 and 6 months of storage for degradation analysis. Specimens were also carried out by digital photos for structural control. SEM was used to control interfaces (freeze-fracture) and degradation description. Results: The drug release for antimicrobials in order slightly basic pH (7.4) and acid ( 5.0 ) was respectively : ME 70.03 % (F ) and 100% (M ) ; 88.01 % (F) and 19.4 % ( F ) . For AM 38.73 % (F) and 18.63% ( F ) ; 61.44 % (F) and 47.93 % ( F ) . To AZ 32.53 % (F) and 82.85 % (F ) ; 46.78 % (F) and 73.15% ( F ) . Cl 68.42 % (F) and 81.10 % ( F ) ; 76.47 % (F) and 72.76 % ( F ) . Antimicrobial analysis showed inhibitory capacity against S. pyogenes and P. gingivalis for all tested polymers. ANOVA showed no difference between film and mesh within each group (p> 0.05). The MTT reaction demonstrated that the biomaterials tested are compatible with human fibroblasts (p < 0.05). The meshes have shown a tendency to cell growth especially in 24 to 48 hours. The SEM images showed a film with a rough surface and mesh of nanofibers and pores mimicking the extracellular matrix and also proved incorporation of the drug to the film and mesh after the freeze-fracture interface, except for ME that was external to the polymer crystals. Degradation showed differences among Amoxicillin-film and PLLA pH 5.0 (p = 0.007) and pH 7.4 (p = 0.046). As for the meshes differences occurred only between azithromycin and the PLLA pH 7.4 (p = 0.031). Conclusion: The PLLA is a polymer biomaterial whose association to antimicrobial is safe, biocompatible and promising. It can inhibit P. gingivalis and S. pyogenes microorganisms. The drug release was influenced by the chemical characteristics of the drug, polymer performance (mesh and film) and the pH of the storage solution. This study proved a local drug system therapy to control or prevent localized infections without systemic doses.
 
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Data de Publicação
2016-03-07
 
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