Partículas de AG3PO4 para desinfecção fotoativada de biofilme de Candida albicans em superfícies de resina para impressão 3d

Abstract

Este trabalho de conclusão de curso teve como objetivo principal investigar a eficácia antimicrobiana de nanopartículas de fosfato de prata (Ag3PO4) contra biofilmes de Candida albicans formados em resina acrílica utilizada para próteses dentárias impressas em 3D. A pesquisa foi conduzida a partir de um estudo experimental detalhado, que avaliou sua aplicação prática em condições controladas. A síntese das nanopartículas de Ag3PO4 foi realizada por meio de precipitação química em temperatura ambiente, utilizando nitrato de prata (AgNO3) e fosfato de amônio bifásico ([NH4]2HPO4) como precursores. A mistura reagiu sob agitação magnética por 10 minutos, resultando em um precipitado que foi lavado com água destilada e acetona para remoção de impurezas. O material obtido foi então centrifugado e seco em estufa a 60°C. A caracterização das partículas incluiu técnicas como difração de raios-X (DRX) para análise da estrutura cristalina, microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliação morfológica e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) para composição elementar. Na caracterização dos espécimes foi realizada análise da rugosidade superficial com auxílio de um rugosímetro antes e após o ensaio antifúngico. Para o ensaio antifúngico, espécimes de resina acrílica foram confeccionados utilizando um software de modelagem 3D e impressos em uma impressora DLP com resolução de 50 μm. Após a impressão, os espécimes foram limpos com álcool isopropílico em cuba ultrassônica, pós-curados com luz UV e polidos para padronização da superfície. Em seguida, foram esterilizados com óxido de etileno e submetidos à formação de biofilmes de C. albicans. Os biofilmes foram cultivados em caldo BHI com glicose por 72 horas, com renovação do meio a cada 24 horas para garantir maturação adequada.Os espécimes contaminados foram tratados com suspensões de Ag3PO4 na concentração de 4000 μg/mL e expostos a diferentes intensidades de luz azul (1000, 1600 e 3200 mW/cm2) utilizando um fotopolimerizador VALO Cordless, visando ativar as propriedades fotodinâmicas do material. Após o tratamento, os biofilmes foram desagregados por vortex em solução salina contendo esferas de vidro, e as suspensões resultantes foram diluídas e plaqueadas em ágar Sabouraud Dextrose para contagem de unidades formadoras de colônias (UFC). Os resultados demonstraram uma redução significativa na viabilidade dos biofilmes 8 após o tratamento com Ag3PO4, especialmente sob irradiação com luz azul, confirmando o efeito sinérgico entre as nanopartículas e a luz visível. Análise da rugosidade superficial não revelaram alterações estruturais significativas nos grupos experimentais, exceto grupo submetido à irradiação com 3400 mW/cm2, indicando que o tratamento não compromete as propriedades físicas do material. Os dados foram submetidos a testes estatísticos, incluindo ANOVA, que validaram a eficácia do método proposto. Concluiu-se que as nanopartículas de Ag3PO4 apresentam um potencial promissor como agente antimicrobiano em aplicações odontológicas, especialmente quando combinadas com ativação luminosa. Este estudo não apenas reforça a viabilidade do uso do Ag3PO4 em próteses dentárias, mas também abre caminho para futuras pesquisas visando a otimização de concentrações e protocolos de irradiação para maximizar sua eficácia clínica.

This undergraduate thesis aimed primarily to investigate the antimicrobial efficacy of silver phosphate nanoparticles (Ag3PO4) against Candida albicans biofilms formed on acrylic resin used for 3D-printed dental prostheses. The research was conducted through a detailed experimental study that evaluated the practical application of these nanoparticles under controlled conditions. The synthesis of Ag3PO4 nanoparticles was performed via chemical precipitation at room temperature, using silver nitrate (AgNO3) and dibasic ammonium phosphate ([NH4]2HPO4) as precursors. The mixture was stirred magnetically for 10 minutes, resulting in a precipitate that was washed with distilled water and acetone to remove impurities. The obtained material was then centrifuged and dried in an oven at 60°C. Particle characterization included techniques such as X-ray diffraction (XRD) for crystalline structure analysis, scanning electron microscopy (SEM) for morphological evaluation, and energy-dispersive spectroscopy (EDS) for elemental composition. Surface roughness analysis of the specimens was performed using a profilometer before and after the antifungal assay. For the antifungal test, acrylic resin specimens were designed using 3D modeling software and printed with a DLP printer at a resolution of 50 μm. After printing, the specimens were cleaned with isopropyl alcohol in an ultrasonic bath, post-cured with UV light, and polished to standardize the surface. They were then sterilized with ethylene oxide and exposed to C. albicans biofilm formation. The biofilms were grown in BHI broth with glucose for 72 hours, with medium renewal every 24 hours to ensure proper maturation. The contaminated specimens were treated with Ag3PO4 suspensions at a concentration of 4000 μg/mL and exposed to different intensities of blue light (1000, 1600, and 3200 mW/cm2) using a VALO Cordless curing light, aiming to activate the photodynamic properties of the material. After treatment, the biofilms were disaggregated by vortexing in saline solution containing glass beads, and the resulting suspensions were diluted and plated on Sabouraud Dextrose agar for colony-forming unit (CFU) counting. The results showed a significant reduction in biofilm viability after treatment with Ag3PO4, especially under blue light irradiation, confirming the synergistic effect between the nanoparticles and visible light. Surface roughness analysis did not reveal significant structural changes in the experimental groups, except for the group irradiated with 10 3400 mW/cm2, indicating that the treatment did not compromise the physical properties of the material. The data were subjected to statistical tests, including ANOVA, which validated the effectiveness of the proposed method. It was concluded that Ag3PO4 nanoparticles show promising potential as an antimicrobial agent in dental applications, especially when combined with light activation. This study not only reinforces the feasibility of using Ag3PO4 in dental prostheses but also paves the way for future research aiming to optimize concentrations and irradiation protocols to maximize its clinical efficacy.