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Previous issue date: 2014-11-24 / Financiadora de Estudos e Projetos / The evaluation of new materials and biomaterials modified with silver nanoparticles is a line of research that has been gaining strength in various knowledge areas including dentistry. Even considering international scientific publications, however, there are still few studies evaluating dental restoration materials that are modified with silver nanoparticles. Proposal: this study aimed to compare a photopolymerizable composite resin modified with an antimicrobial silver nanoparticle additive (an experimental resin), with the photopolymerizable composite resin in its unmodified form (a commercially available dental restoration material), by evaluating the in vitro antibacterial properties and also some of the primary physical properties of the resin. Methodology: composite resin disks were made for three experimental groups: unmodified resin (control group) and modified resin with different silver nanoparticle concentrations: 0.3% and 0.6% wt (groups 1 and 2). The antibacterial activity on the surface of the samples was evaluated by in vitro growth of of Streptococcus mutans and Lactobacillus acidophilus biofilms in a 20% sucrose medium, which is followed by counting the viable cells from the biofilms through serial dilutions after three incubation periods - 1, 4 and 7 days (n = 9). Optical transmittance was tested to measure the percentage of transmittance in the samples (n = 9). The surface roughness was evaluated using Atomic Force Microscopy (n = 9). The colour of the samples and the colour difference between the groups was measured in a colorimetry test according to the CIELab system. The presence of silver in the nanoparticle additive was analysed using X-Ray Fluorescence Spectroscopy. The quality of the dispersion and distribution of silver on the samples was analysed using Transmission Microscopy. The liberation of silver in artificial saliva was also evaluated in vitro after three incubation periods (60, 120 and 210 days) with agitation of the samples, using the Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy technique. Results: for the three incubation times, the number of viable cells was statistically lower in groups 1 and 2 than in the control group (p < 0.05), and groups 1 and 2 were not statistically different (p > 0.05) for the two bacterial species (ANOVA Two way/Tukey). There was no significant difference in optical transmittance between group 1 and the control (p > 0.05), and group 2 had a lower transmittance value than the other groups (p < 0.05) (ANOVA/Tukey). The analysis of the values of the arithmetic roughness, which was obtained using the NanoScope software, showed that there was no significant difference in surface roughness between the three groups (p > 0.05) (ANOVA/Tukey). From the measurements of the colours, the total colour difference (ΔE) between all of the groups was higher than 1 (the minimum value that represents a colour alteration perceptible to human vision) and lower than 3,3 (critical ΔE). The presence of silver in the nanoparticle additive was confirmed in the X-Ray Fluorescence test. Microscopic analysis showed good distribution of silver for groups 1 and 2 (with silver in the four quadrants of the regions analysed). The dispersion was better for group 1 than for group 2 (which showed a higher number of particle clusters). After the three incubation times, silver was not detected in the artificial saliva for the three groups or; if it was present, the concentration was below the limit of detection for this technique (< 0.02 mg/L). Conclusions: the antibacterial property on the surfaces of the experimental resins was verified for the two cariogenic bacteria considered. Furthermore, the addition of silver did not cause negative alterations to the resin modified with the lower concentration of nanoparticles, which makes the continuation of this study possible and valuable. / A avaliação de novos materiais e biomateriais modificados com nanopartículas de prata é uma linha de pesquisa que vem ganhando força em várias áreas do conhecimento, inclusive na área odontológica. Porém, mesmo considerando a publicação científica internacional, ainda há poucas pesquisas que avaliam materiais restauradores dentários modificados desta forma. Proposição: o propósito deste estudo foi comparar a resina composta fotopolimerizável modificada com um aditivo antimicrobiano nanoparticulado de prata (uma resina experimental), com a resina composta fotopolimerizável em sua forma não modificada, um material restaurador dentário disponível comercialmente, avaliando a propriedade antibacteriana, in vitro, e também algumas de suas principais propriedades físicas. Metodologia: foram confeccionados discos de resina composta para 3 grupos experimentais: resina não modificada (grupo controle), e resina modificada com diferentes concentrações de nanopartículas de prata, 0,3 e 0,6% (grupos 1 e 2). A atividade antibacteriana na superfície das amostras foi avaliada pelo crescimento in vitro de biofilme de Streptococcus mutans e Lactobacillus acidophilus em meio de cultura contendo 20% de sacarose, seguido de contagem de células viáveis provenientes dos biofilmes após 3 períodos de incubação, 1, 4 e 7 dias, através de diluições seriadas (n=9). Um ensaio de transmitância óptica foi realizado para medir a porcentagem de transmitância das amostras (n=9). A rugosidade superficial foi avaliada por Microscopia de Força Atômica (n=9). A cor das amostras e a diferença de cor entre os grupos foi medida em um ensaio de colorimetria considerando o sistema CIELab. A presença de prata no aditivo nanoparticulado foi analisada por meio da Espectrometria de Fluorescência de Raios X. A qualidade da dispersão e distribuição da prata nas amostras foi analisada através da Microscopia de Transmissão. Foi também avaliada a liberação de prata em saliva artificial, in vitro, após 3 períodos de incubação das amostras, sob agitação, 60, 120 e 210 dias, através da técnica de Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente. Resultados: para os 3 tempos de incubação, o número de células viáveis foi estatisticamente mais baixo nos grupos 1 e 2 do que no grupo controle (p < 0,05), e os grupos 1 e 2 não mostraram entre si diferença estatisticamente significante (p > 0,05), para as 2 espécies bacterianas (ANOVA Two way/Tukey). Não houve diferença significante na transmitância óptica entre o grupo 1 e o controle (p > 0,05), já o grupo 2 apresentou um valor de transmitância menor que os demais grupos (p < 0,05) (ANOVA/Tukey). A análise dos valores de rugosidade aritmética, obtidos através do software NanoScope, mostrou que não houve diferença significante na rugosidade superficial entre os 3 grupos (p > 0,05) (ANOVA/Tukey). A partir das medições de cores, a diferença total de cor (ΔE) entre todos os grupos foi superior a 1 (valor mínimo que representa uma alteração de cor perceptível à visão humana) e inferior a 3,3 (ΔE crítico). A presença de prata no aditivo nanoparticulado foi confirmada no ensaio de Fluorescência de Raios X. A análise microscópica demonstrou boa distribuição de prata para o grupo 1 e 2 (com prata nos 4 quadrantes das regiões analisadas), e a dispersão foi melhor para o grupo 1 do que para o grupo 2 (que apresentou maior número de aglomerados de partículas). Após os 3 tempos de incubação, não foi detectada a presença de prata na saliva artificial, para os 3 grupos, sendo que, se presente, ela encontrava-se em uma concentração abaixo do limite de detecção da técnica (< 0,02 mg/L). Conclusões: a propriedade antibacteriana foi verificada nas superfícies das resinas experimentais para as duas espécies bacterianas cariogênicas consideradas, e a adição de prata não provocou alterações negativas na resina modificada com a menor concentração de nanopartículas, o que viabiliza a continuidade do estudo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/274 |
| Date | 24 November 2014 |
| Creators | Neves, Patrícia Bolzan Agnelli das |
| Contributors | Souza, Clovis Wesley Oliveira de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Biotecnologia, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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