Avaliação antimicrobiana e mecânica da celulose

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13428 (2023) Citar este artigo

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O controle da formação de biofilme na cavidade oral durante os tratamentos ortodônticos é crucial. Portanto, superfícies antimicrobianas para aparelhos dentários invisíveis são de interesse tanto para terapeutas quanto para pacientes. Apresentamos aqui um material termoformável à base de celulose utilizado para aparelhos invisíveis que pode ser carregado com óleos essenciais (OE) com propriedades antibacterianas e antifúngicas. Nossa hipótese é que este material pode absorver e liberar OE, proporcionando assim um efeito antimicrobiano sem comprometer a segurança e as propriedades mecânicas necessárias para aparelhos dentários invisíveis. Análises de microbiologia convencional e microcalorimetria isotérmica revelaram que o material termoformável carregado com óleos essenciais atrasou significativamente a formação de biofilme de estreptococos orais (S. mutans e S. mitis) sob condições estáticas (p < 0,05) e enquanto simulava o fluxo de saliva (p < 0,05) . Além disso, testes de citotoxicidade (ISO 10993-5) revelaram que o material carregado é bem tolerado pelos fibroblastos gengivais humanos. Por fim, o carregamento com agentes antibacterianos não alterou significativamente as propriedades mecânicas e a estabilidade do material (força inicial (p = 0,916); tensão inicial (p = 0,465)). Comparado aos materiais de alinhadores transparentes padrão ouro, este material oferece uma transmissão confiável de forças para tratamentos ortodônticos. Além disso, esta abordagem apresenta potencial para atuar como uma plataforma de administração oral de medicamentos para múltiplos compostos.

A saúde oral é muitas vezes tida como certa, no entanto, as inflamações orais continuam a ser comuns e podem levar a outras doenças, incluindo doenças cardíacas, diabetes e distúrbios neurológicos como a doença de Alzheimer1,2. Uma boa saúde oral está associada a uma boa saúde geral e pode até estar associada à redução do risco de infeções virais graves como a COVID-193. O aumento das despesas mundiais com tratamentos de cáries, inflamação gengival ou doenças peri-implantares causa enormes encargos financeiros para as famílias e os seguros4. Além disso, com o aumento do número de tratamentos ortodônticos, os cuidados bucais assumem uma importância ainda maior. Como resultado, o interesse em superfícies antimicrobianas para dispositivos como braquetes ortodônticos, implantes ou aparelhos dentários invisíveis está actualmente a aumentar na comunidade de cuidados orais. Um estudo mostrou recentemente que após 6 meses, 10% dos pacientes com alinhador transparente e 13,3% dos pacientes com posicionador removível estavam em risco de desenvolvimento de cárie devido à colonização do alinhador por Streptococcus mutans. Essa proporção aumentou para cerca de 40% em pacientes com aparelho multibraquetes fixo. Assim, o material dentário antimicrobiano seria especialmente benéfico para os pacientes5.

Para obter esse material antimicrobiano, os óleos essenciais (OE) podem ser particularmente úteis. Os OE são substâncias líquidas e voláteis extraídas de plantas. Muitos desses componentes interagem com a membrana celular das bactérias devido à sua natureza hidrofóbica, tornando a célula mais permeável e potencialmente levando à morte celular. Foi comprovado que os OEs possuem propriedades antifúngicas, antibacterianas, antivirais e inseticidas6,7,8,9. Além disso, os OE apresentam baixo nível de resistência antimicrobiana e amplo espectro de atividade antimicrobiana10,11. Entre os óleos essenciais, a canela desempenha um papel importante devido às suas propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias, antidiabéticas, antimicrobianas, antitumorais e hipolipemiantes. A principal molécula bioativa do óleo de canela é o cinamaldeído, que foi reconhecido como seguro e não tóxico pelo FDA (21 CFR182.6)8. No que diz respeito às aplicações dentárias, o cinamaldeído mostrou baixa citotoxicidade contra células fibroblásticas12, e nem o óleo de canela nem o cinamaldeído são considerados um alérgeno intraoral, pois apenas casos raros de dermatite alérgica de contato foram descritos. Assim, é frequentemente utilizado como aromatizante para vários tipos de pasta de dente, onde o óleo de canela e o cinamaldeído também demonstraram efeitos antimicrobianos13,14. Não foi demonstrado que o cinamaldeído tenha impacto no limiar da dor ao frio; entretanto, foi demonstrado que diminui o limiar de dor mecânica15. Os óleos de cinamaldeído e canela são eficazes contra as bactérias colonizadoras precoces e causadoras de cárie S. mutans12,13,16,17,18, Porphyromonas gingivalis19 que causam doenças periodontais e espécies de Candida que podem levar à estomatite induzida por dentes20,21. Além disso, o extrato de canela em enxaguatório bucal mostrou diminuição nos escores de placa bacteriana e gengival22. Finalmente, os óleos de canela e cinamaldeído apresentam boa compatibilidade com outros antimicrobianos, como o eugenol e ácidos orgânicos, resultando em efeitos antibacterianos aditivos ou sinérgicos23,24.