Resina acrílica contendo metacriloxi silicato de amônio quaternário

Há uma demanda crescente por cuidados ortodônticos em todo o mundo. Nos Estados Unidos, aproximadamente um quinto dos adolescentes e adolescentes e até 1% dos adultos jovens estão recebendo alguma forma de tratamento ortodôntico. Um dos grandes desafios do tratamento ortodôntico é a estabilidade a longo prazo; retentores removíveis e fixos são necessários para estabilizar a dentição alinhada e prevenir a recidiva pós-tratamento. A maioria das contenções removíveis são feitas de polimetilmetacrilatos (PMMA), que são presas por grampos de metal ao redor dos dentes posteriores. Como as contenções removíveis são usadas em um ambiente intraoral úmido com pH flutuante por pelo menos um ano, bactérias e fungos podem se acumular sobre ou dentro das contenções na forma de biofilmes multiespécies que atuam como reservatórios desses microrganismos. Isso pode resultar em aumento da incidência de cárie dentária proximal ou candidíase oral. Além disso, outros patógenos oportunistas, como Staphylococcus aureus resistente à meticilina, foram identificados em contenções ortodônticas, que podem potencialmente levar a infecções locais ou sistêmicas, particularmente em pacientes ortodônticos com distúrbios médicos complicados. Para pacientes adultos, microrganismos orais derivados de aparelhos de acrílico removíveis têm sido implicados em endocardite bacteriana, pneumonia, doença pulmonar obstrutiva crônica e infecção gastrointestinal. A produção de compostos odoríferos voláteis por microorganismos colonizados também contribui para a halitose, que afeta a comunicação e o bem-estar psicológico de uma pessoa.

O acúmulo de biofilme de placa microbiana em aparelhos ortodônticos removíveis e retentores geralmente é controlado por meios mecânicos e químicos. Apesar de sua eficácia, esses procedimentos exigem adesão rigorosa do paciente, o que pode não ser facilmente alcançável em pessoas com destreza restrita. Portanto, a incorporação de atividade antimicrobiana na resina acrílica ortodôntica para alcançar a redução do biofilme da placa é altamente desejável. Abordagens antimicrobianas convencionais baseadas em PMMA são baseadas na lixiviação de agentes antimicrobianos de pequena massa molecular (por exemplo, clorexidina) no meio intraoral, aplicação de revestimento antimicrobiano na superfície do material ou incorporação de nanopartículas de prata antibacteriana à resina de PMMA. Os polímeros antimicrobianos estão rapidamente se tornando uma nova classe de biomateriais que podem ser funcionalizados e amarrados a materiais e matar micróbios sem liberar os biocidas. Para metacrilatos, foram criados polímeros PMMA aniônicos e fosfatados que podem copolimerizar com PMMA para criar resinas acrílicas com propriedades antimicrobianas permanentes e sem lixiviação.

Polímeros catiônicos contendo grupos de amônio quaternário e fosfônio possuem atividades antimicrobianas destruidoras de contato. Uma molécula catiônica antimicrobiana e antifúngica de metacriloxisilicato de amônio (QAMS) foi sintetizada pela reação sol-gel entre um tetraalcoxisilano e dois trialcoxisilanos. Contendo um grupo funcional metacriloxi e uma longa cadeia de carbono C-18, a molécula QAMS é solúvel em monômero MMA e foi incorporada à resina acrílica ortodôntica PMMA. A resina acrílica copolimerizada QAMS demonstrou maior tenacidade à fratura sem afetar adversamente o módulo de flexão e a resistência do acrílico ortodôntico. Em estudos in vitro anteriores, as resinas acrílicas ortodônticas contendo 4-6% de QAMS demonstraram possuir propriedades antimicrobianas difusionais imediatas e destruidoras de contato in vitro quando testadas com Streptococcus mutans, Actinomyces naeslundii e Candida albicans. Para investigar a durabilidade antimicrobiana da resina acrílica contendo QAMS, as amostras foram envelhecidas em água por 3 meses antes da avaliação de suas atividades antimicrobianas. Mesmo após 3 meses de envelhecimento em água, em que quaisquer efeitos residuais de morte por difusão teriam sido completamente eliminados, a resina acrílica ortodôntica contendo QAMS ainda possuía atividades antimicrobianas contra biofilmes de espécie única gerados pelos três micróbios. Os polímeros antimicrobianos projetados para aplicações biomédicas também devem ser minimamente citotóxicos para os tecidos hospedeiros. Em um estudo anterior, a viabilidade de uma linha celular semelhante a odontoblastos derivada de papila dentária de camundongo foi examinada pela exposição dessas células a resina acrílica ortodôntica contendo QAMS. Os resultados dos ensaios de viabilidade celular indicaram que a resina acrílica ortodôntica contendo QAMS é relativamente não citotóxica. O acrílico ortodôntico contendo QAMS recebeu autorização 510(K) para comercialização pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA. No entanto, faltam ensaios clínicos que demonstrem o potencial antimicrobiano in vivo do acrílico ortodôntico contendo QAMS em biofilmes multiespécies.

Embora vários modelos de biofilmes orais multiespécies tenham sido desenvolvidos e tenham contribuído para a compreensão da adesão microbiana intraoral e da formação de biofilmes, esses modelos têm desvantagens, pois é improvável que repliquem a variabilidade e a dinâmica in vivo dos biofilmes de placas. Além das diferenças nas características estruturais entre os biofilmes in vitro e in vivo, a presença de defesas do hospedeiro, como peptídeos antimicrobianos derivados da saliva, raramente é levada em consideração em modelos in vitro de biofilmes multiespécies. Mais de 600 espécies microbianas foram identificadas na microflora oral humana, das quais aproximadamente 280 espécies foram isoladas em cultura. Assim, os perfis de biofilme da placa são únicos entre os indivíduos, sendo modulados por diferentes fatores ambientais, bem como por sinais variáveis ​​de detecção de quorum derivados de microorganismos adjacentes. Esses fatores de confusão podem moderar a eficácia dos polímeros antimicrobianos in vivo. Consequentemente, o objetivo do presente ensaio clínico randomizado foi determinar a eficácia antimicrobiana in vivo do acrílico ortodôntico contendo QAMS aprovado pela FDA, usando retentores Hawley removíveis feitos sob medida que foram usados ​​intraoralmente por indivíduos recrutados para criar multifuncionais de 48 horas. biofilmes de placas de espécies. Devido à alta variabilidade antecipada na composição microbiana de biofilmes de placas individuais, um design de boca dividida foi utilizado para reduzir a variabilidade entre indivíduos, com procedimentos adotados para minimizar efeitos indesejados de transporte. A hipótese nula testada foi que não há diferença nas atividades antimicrobianas entre resina acrílica ortodôntica sem QAMS e contendo QAMS em biofilmes orais crescidos in vivo em seres humanos.