Os altos índice de sucesso dos implantes dentais e sua indicação crescente apresentam como limitação a contaminação bacteriana com a consequente doença peri-implantar. Os métodos de tratamento ainda não se apresentam claros e seguros, portanto, meios de prevenção que impeçam a formação de biofilme e inibam o crescimento bacteriano devem ser desenvolvidos e aplicados para impedir a falha dos implantes. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade de um novo antimicrobiano nanoparticulado - o vanadato de prata (AgNO3) em diferentes concentrações (2,5%; 5% e 10%), aplicado sob a forma de filme superficial sobre diferentes substratos sugeridos para dispositivos da Implantodontia. Foram selecionados os materiais poliacetal, teflon e resina acrílica e os veículos glaze e esmalte para a aplicação do nanocomposto. Análises das propriedades físicas rugosidade superficial e dureza Rockwell superficial, assim como imagens obtidas por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), foram utilizadas para avaliar a resistência e alterações estruturais dos grupos e portanto, a viabilidade de aplicação clínica. A análise pelo método microbiológico do halo de inibição mostrou que as bactérias P. aeruginosa, E. coli, S mutans, E. faecalis e S. aureus tiveram inibição de crescimento; enquanto nas bactérias anaeróbias P. gingivalis e P. intermedia e na levedura C. albicans não foi demonstrada a atividade antibacteriana de AgNO3. O tipo de substrato utilizado e de veículo para a aplicação de AgNO3 não influenciaram nos resultados, com exceção do S. aureus que obteve maior diâmetro do halo de inibição quando aplicado com o glaze em comparação ao esmalte (p<0,05). A proporção do nanocomposto mostrou influência nos resultados, sendo que 10% se mostrou a mais eficaz em todas as bactérias, e de modo geral sem diferença estatística com a proporção de 5% (p<0,05). Apesar de proporções menores algumas vezes não mostrarem atividade antimicrobiana, estas provocaram menor alteração nas propriedades físicas dos materiais, sendo a proporção do AgNO3 proporcional ao aumento da rugosidade e dureza superficial. Os substratos e tipo de filme não influenciaram nos resultados da rugosidade superficial após a aplicação do tratamento superficial (p>0,05), entretanto a aplicação de 10% do nanocomposto causou a alteração superficial mais significativa (7,02 ± 2,99 Ra) (p<0,05). Na dureza superficial não foi encontrada alteração significativa com o aumento da concentração do AgNO3 no poliacetal e na resina acrílica (p>0,05), no entanto no teflon, 10% de AgNO3 não alterou significativamente os valores de resistência. Apesar dos filmes não influenciarem nos resultados, o substrato poliacetal demonstrou maior dureza com diferença estatística com os demais substratos (83,0 ±10,2 HR15Yadaptado) (p<0,05). As imagens obtidas no MEV comprovaram mudanças estruturais superficiais com a presença de mais picos e vales, em comparação a superfícies sem o tratamento antimicrobiano. Como conclusão, apesar de 10% ser a concentração do AgNO3 que atingiu um maior número de espécies, essa concentração deve ser ponderada sobre o seu uso, e avaliada em estudos futuros sobre a sua viabilidade de uso clínico em função das alterações nas propriedades físicas. / The high success rate of dental implants and their growing indications show the limitation of bacterial contamination with consequent peri-implant disease. The treatment methods have not yet clear and secure, thus means for preventing the deposition of biofilm and inhibit bacterial growth must be developed and implemented to prevent failure of implants. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of a new nanoparticulate antimicrobial - vanadate silver (AgNO3) in different concentrations (2.5%, 5% and 10%), applied as a surface film on different substrates suggested for devices of Implantology. The materials polyacetal teflon and acrylic resin and vehicles enamel / glaze were selected for the application of nanocomposite. Analyzes of the physical properties surperficial roughness and superficial hardness Rockwell, as well as images obtained by scanning electron microscopy (SEM) were used to assess the strength and structural changes of the groups and therefore the feasibility of clinical application. A microbiological method for the analysis of inhibition zone shows growth inhibition on the bacterias P. aeruginosa, E. coli, S. mutans, E. faecalis and S. aureus; while the anaerobic bacteria P. gingivalis and P. intermedia and the yeast C. albicans has not been demonstrated antibacterial activity of AgNO3. The type of substrate used and the vehicle for the application of AgNO3 did not influence the results, with the exception of S. aureus with highest diameter of inhibition zone when applied with glaze compared to enamel (p<0.05). The proportion of the nanocomposite showed influence on the results, 10% proved the most effective in all bacteria, and generally no statistical difference in the proportion of 5% (p<0.05). Although smaller proportions sometimes do not show antimicrobial activity, these caused minor change in the physical properties of materials. The ratio of AgNO3 was proportional to the increase of roughness and hardness. The substrates and film type did not influence the results of the surface roughness after applying the surface treatment (p>0.05), however the application of 10% of the nanocomposite caused surface alteration more significant (7.02 ± 2.99 Ra) (p<0.05). In hardness was not found to significantly change with concentration of AgNO3 in the acrylic resin and the polyacetal (p> 0.05). However in teflon, 10% AgNO3 did not significantly alter the resistance values. Although the films do not influence the results, polyacetal substrate showed higher hardness with statistical difference with the other substrates (83.0 ± 10.2 HR15Yadaptado) (p <0.05). The SEM images proved superficial structural changes with the presence of more peaks and valleys compared to surfaces without antimicrobial treatment. In conclusion, despite 10% being the concentration of AgNO3 that reached the highest number of species, this concentration should be thought on its use, and evaluated in future studies on the feasibility of clinical use in accordance with changes in physical properties.

Os altos índice de sucesso dos implantes dentais e sua indicação crescente apresentam como limitação a contaminação bacteriana com a consequente doença peri-implantar. Os métodos de tratamento ainda não se apresentam claros e seguros, portanto, meios de prevenção que impeçam a formação de biofilme e inibam o crescimento bacteriano devem ser desenvolvidos e aplicados para impedir a falha dos implantes. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade de um novo antimicrobiano nanoparticulado - o vanadato de prata (AgNO3) em diferentes concentrações (2,5%; 5% e 10%), aplicado sob a forma de filme superficial sobre diferentes substratos sugeridos para dispositivos da Implantodontia. Foram selecionados os materiais poliacetal, teflon e resina acrílica e os veículos glaze e esmalte para a aplicação do nanocomposto. Análises das propriedades físicas rugosidade superficial e dureza Rockwell superficial, assim como imagens obtidas por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), foram utilizadas para avaliar a resistência e alterações estruturais dos grupos e portanto, a viabilidade de aplicação clínica. A análise pelo método microbiológico do halo de inibição mostrou que as bactérias P. aeruginosa, E. coli, S mutans, E. faecalis e S. aureus tiveram inibição de crescimento; enquanto nas bactérias anaeróbias P. gingivalis e P. intermedia e na levedura C. albicans não foi demonstrada a atividade antibacteriana de AgNO3. O tipo de substrato utilizado e de veículo para a aplicação de AgNO3 não influenciaram nos resultados, com exceção do S. aureus que obteve maior diâmetro do halo de inibição quando aplicado com o glaze em comparação ao esmalte (p<0,05). A proporção do nanocomposto mostrou influência nos resultados, sendo que 10% se mostrou a mais eficaz em todas as bactérias, e de modo geral sem diferença estatística com a proporção de 5% (p<0,05). Apesar de proporções menores algumas vezes não mostrarem atividade antimicrobiana, estas provocaram menor alteração nas propriedades físicas dos materiais, sendo a proporção do AgNO3 proporcional ao aumento da rugosidade e dureza superficial. Os substratos e tipo de filme não influenciaram nos resultados da rugosidade superficial após a aplicação do tratamento superficial (p>0,05), entretanto a aplicação de 10% do nanocomposto causou a alteração superficial mais significativa (7,02 ± 2,99 Ra) (p<0,05). Na dureza superficial não foi encontrada alteração significativa com o aumento da concentração do AgNO3 no poliacetal e na resina acrílica (p>0,05), no entanto no teflon, 10% de AgNO3 não alterou significativamente os valores de resistência. Apesar dos filmes não influenciarem nos resultados, o substrato poliacetal demonstrou maior dureza com diferença estatística com os demais substratos (83,0 ±10,2 HR15Yadaptado) (p<0,05). As imagens obtidas no MEV comprovaram mudanças estruturais superficiais com a presença de mais picos e vales, em comparação a superfícies sem o tratamento antimicrobiano. Como conclusão, apesar de 10% ser a concentração do AgNO3 que atingiu um maior número de espécies, essa concentração deve ser ponderada sobre o seu uso, e avaliada em estudos futuros sobre a sua viabilidade de uso clínico em função das alterações nas propriedades físicas. / The high success rate of dental implants and their growing indications show the limitation of bacterial contamination with consequent peri-implant disease. The treatment methods have not yet clear and secure, thus means for preventing the deposition of biofilm and inhibit bacterial growth must be developed and implemented to prevent failure of implants. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of a new nanoparticulate antimicrobial - vanadate silver (AgNO3) in different concentrations (2.5%, 5% and 10%), applied as a surface film on different substrates suggested for devices of Implantology. The materials polyacetal teflon and acrylic resin and vehicles enamel / glaze were selected for the application of nanocomposite. Analyzes of the physical properties surperficial roughness and superficial hardness Rockwell, as well as images obtained by scanning electron microscopy (SEM) were used to assess the strength and structural changes of the groups and therefore the feasibility of clinical application. A microbiological method for the analysis of inhibition zone shows growth inhibition on the bacterias P. aeruginosa, E. coli, S. mutans, E. faecalis and S. aureus; while the anaerobic bacteria P. gingivalis and P. intermedia and the yeast C. albicans has not been demonstrated antibacterial activity of AgNO3. The type of substrate used and the vehicle for the application of AgNO3 did not influence the results, with the exception of S. aureus with highest diameter of inhibition zone when applied with glaze compared to enamel (p<0.05). The proportion of the nanocomposite showed influence on the results, 10% proved the most effective in all bacteria, and generally no statistical difference in the proportion of 5% (p<0.05). Although smaller proportions sometimes do not show antimicrobial activity, these caused minor change in the physical properties of materials. The ratio of AgNO3 was proportional to the increase of roughness and hardness. The substrates and film type did not influence the results of the surface roughness after applying the surface treatment (p>0.05), however the application of 10% of the nanocomposite caused surface alteration more significant (7.02 ± 2.99 Ra) (p<0.05). In hardness was not found to significantly change with concentration of AgNO3 in the acrylic resin and the polyacetal (p> 0.05). However in teflon, 10% AgNO3 did not significantly alter the resistance values. Although the films do not influence the results, polyacetal substrate showed higher hardness with statistical difference with the other substrates (83.0 ± 10.2 HR15Yadaptado) (p <0.05). The SEM images proved superficial structural changes with the presence of more peaks and valleys compared to surfaces without antimicrobial treatment. In conclusion, despite 10% being the concentration of AgNO3 that reached the highest number of species, this concentration should be thought on its use, and evaluated in future studies on the feasibility of clinical use in accordance with changes in physical properties.

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Holtz_RaphaelDias_D.pdf: 5088635 bytes, checksum: d278014c22731df6df2370e7da3785ba (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidas nanoestruturas de vanadatos de prata, de cério e de bismuto e investigadas as suas propriedades antibacterianas. Tais nanoestruturas foram sintetizadas a partir de reações de precipitação entre o vanadato de amônio e os nitratos ou cloretos dos metais correspondentes, sendo posteriormente realizados tratamentos hidrotérmicos em autoclaves providas de agitadores mecânicos e medidores de pressão e de temperatura do meio reacional. Os materiais foram caracterizados por diversas técnicas de caracterização físico-química e morfológica, sendo sua atividade antibacteriana avaliada frente às cepas de bactérias Gram-Positivas e Gram-Negativas de interesse, incluindo cepas de Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Enterococcus resistente à vancomicina. Foi observado que o vanadato de prata apresentou uma elevada atividade antibacteriana contra diversas cepas bacterianas. O elevado potencial antibacteriano do vanadato de prata despertou o interesse em avaliar a sua utilização como aditivo antibacteriano em uma tinta comercial à base de água. Os resultados de sua adição foram promissores uma vez que foram observados halos de inibição do crescimento bacteriano. Esses resultados levantaram questionamentos importantes acerca do seu comportamento frente à microorganismos aquáticos, uma vez que existe a possibilidade de, no futuro, este material ser utilizado comercialmente como aditivo antibacteriano para tintas e revestimentos. Foram realizados experimentos de toxicidade aguda frente ao microcrustáceo Daphnia similis, sendo que os valores de CE50 foram próximos aos valores apresentados para os compostos de prata / Abstract; In this work we report the development and characterization of silver-, cerium- and bismuth vanadate nanostructures as well as their antibacterial activity. These nanostructures were synthesized from simple precipitation reaction between ammonium vanadate and nitrates/chlorides of the corresponding metals. The obtained precipitates were treated by hydrothermal process in autoclaves with pressure and temperature gauges and under mechanical stirring. These nanomaterials were characterized by several physico-chemical techniques and morphological characterization, and their antibacterial activities were evaluated against several strains of Gram-positive and Gram-Negative bacteria, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and vancomycin-resistant Enterococcus (VRE). We observed that nanostructured silver vanadate presented a high antibacterial activity against a broad spectrum of bacteria. These results stimulated the evaluation of silver vanadate nanostructures as a potential antibacterial additive to commercial water-based paint. It was observed a zone of bacterial growth inhibition against MRSA. The possible use of this material as an additive to water-based paints lead us to investigate the toxicity of this material against aquatic microorganisms, once this material can be commercial used in future as antibacterial additive to paints and coatings. Acute toxicity assays against Daphnia similis showed that EC50 value was close to that observed in silver-based compounds / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências