Resumo: O acúmulo de biofilme é um dos principais fatores envolvidos na falha das reabilitações com implantes dentários. Tratamentos de superfícies para implantes e membranas para regeneração óssea guiada (ROG) usadas clinicamente não apresentam capacidade antimicrobiana. Ainda existe a necessidade de desenvolver biomateriais que possam prevenir infecções e auxiliar no recrutamento de células endógenas, suportando e estimulando a osseointegração e regeneração óssea. Diante disso, este trabalho teve como objetivos: (1) sintetizar e caracterizar revestimentos antimicrobianos e bioativos no titânio (Ti) para o emprego como superfícies de implantes dentários produzidas pela oxidação por plasma eletrolítico (PEO) e diferentes fontes de cobre (Cu): acetato de cobre (CuAc), sulfato de cobre (CuS) e óxido de cobre (CuO); (2) desenvolver e avaliar membranas contendo óxido de Cu (CuO 1%, CuO 0,5%, CuO 0,1% e CuO 0,05% em peso) para ROG formadas por meio da técnica de eletrofiação. Foram avaliadas as propriedades morfológicas, estruturais, químicas e mecânicas dos biomateriais. Experimentos de citocompatibilidade in vitro foram realizados com células-tronco mesenquimais de osso humano e células endoteliais da veia umbilical humana. O potencial antibacteriano dos biomateriais foi testado pela formação de biofilme de Streptococcus sanguinis para os revestimentos por PEO e Staphylococcus aureus para as membranas para ROG. One-way ANOVA e teste de Tukey foram usados para comparações múltiplas (p < 0,05). Os revestimentos para implantes dentários contendo Cu foram desenvolvidos por PEO empregando diferentes fontes de Cu, as quais foram capazes de afetar a morfologia e composição dos revestimentos, também influenciando seu efeito em células humanas e bactérias. A formação de biofilme bacteriano nos revestimentos experimentais dependeu da rugosidade superficial gerada e liberação de íons de Cu pelas diferentes fontes utilizadas para funcionalizar o Ti. Uma topografia otimizada do revestimento produzida com CuAc levou à inibição na formação de biofilme e aumento da resposta celular. As membranas para ROG contendo Cu em diferentes concentrações foram sintetizadas com sucesso pela técnica de eletrofiação. A concentração de Cu foi crucial para as respostas biológicas, em que altas concentrações demonstraram melhor atividade antimicrobiana, mas baixa citocompatibilidade. As membranas com baixa concentração de Cu apresentaram boas propriedades mecânicas, suportando e estimulando a adesão e proliferação de células humanas, bem como a angiogênese. Os resultados deste estudo são promissores no que diz respeito ao emprego do Cu como um agente de funcionalização para dois biomateriais diferentes. Ambas as estratégias apresentadas neste trabalho podem ser alternativas valiosas para diminuir o risco de infecções e melhorar o processo de osseointegração e regeneração tecidual, consequentemente, acelerando o tratamento reabilitador com implantes dentários Ver menos

Abstract: Biofilm accumulation is one of the main factors involved in the failure of dental implant rehabilitation. Surface treatments for implants and membranes for guided bone regeneration (GBR) in current clinical use do not have antimicrobial capacity. Thus, the need to develop biomaterials that could assist in recruiting endogenous stem cells, supporting and stimulating the innate bone regeneration is still ongoing. Therefore, this work aimed: (1) to synthesize and characterize antimicrobial and bioactive coatings onto titanium (Ti) to be applied as surfaces for dental implants produced by plasma electrolytic oxidation (PEO) and using different copper (Cu) sources: copper acetate (CuAc), copper sulfate (CuS), and copper oxide (CuO); (2) to develop and evaluate membranes containing Cu oxide (CuO 1%, CuO 0.5%, CuO 0.1%, and CuO 0.05%; wt. %) for GBR formed by electrospinning technique. The morphological, structural, chemical and mechanical properties of the biomaterials were evaluated. In vitro cytocompatibility experiments were performed with human bone mesenchymal stem cells and human umbilical vein endothelial cells. The antibacterial potential of biomaterials was tested by biofilm formation of Streptococcus sanguinis for PEO coatings and Staphylococcus aureus for GBR membranes. One-way ANOVA and Tukey test was used for multiple comparisons (p < 0.05). Cu-containing coatings for dental implants were successfully developed by PEO using different Cu sources, which were able to affect the morphology and composition of the coatings, also influencing their effect on human cells and bacteria. The surface roughness of the coating and Cu ions release generated by distinct sources used to functionalize the Ti influenced the biofilm formation. An optimized topography of the coating produced with CuAc led to biofilm formation inhibition and an increase in cellular responses. Cu-loaded GBR membranes with different concentrations were successfully synthesized by the electrospinning technique. Cu concentration was crucial for biological responses, in which higher concentrations showed better antimicrobial activity, but decreased cytocompatibility. Membranes with a lower concentration of Cu showed good mechanical properties, supporting and stimulating human cell adhesion and proliferation, as well as angiogenesis. The use of Cu as a functionalizing agent for two different biomaterials seems to be promising. Both strategies presented in this study may be valuable alternatives to reduce the risk of infections and improve the process of osseointegration and tissue regeneration, consequently, accelerating the rehabilitation treatment with dental implants Ver menos