Implantes dentários em titânio (Ti) são reconhecidos como principal modalidade terapêutica para a reabilitação oral de pacientes edêntulos, demonstrando uma alta taxa de sucesso e longevidade clínica. No entanto, após inserção no ambiente bucal, os implantes dentários agem como substrato para adesão e acúmulo microbiano. A formação de biofilmes em implantes dentários tem sido considerada o principal fator etiológico para induzir doenças inflamatórias conhecidas como mucosite peri-implantar e peri-implantite, sendo está última reconhecida como principal razão para falha tardia dos implantes dentários. Diferentes fatores têm sido atribuídos por promover o acúmulo microbiano em implantes dentários, levando a uma mudança microbiológica e favorecendo o dano tecidual, como a matriz do biofilme, exposição a carboidratos e interação entre reinos. Esses fatores combinados com a organização espacial de biofilmes, reduzida suscetibilidade microbiana, complexa composição microbiológica e a superfície irregular dos implantes dificultam o controle do biofilme e a morte microbiana. Apesar da etiologia bem conhecida, ainda não há consenso sobre o melhor protocolo clínico para controlar o acúmulo microbiano nas superfícies dos implantes dentários e tratar a doença peri-implantar. Nesse sentido, diferentes coberturas e tratamentos de superfície no Ti têm sido desenvolvidos objetivando a redução dos níveis microbianos e o controle das infecções polimicrobianas em implantes. Portanto, essa revisão crítica objetiva discutir a atual evidência em relação ao acúmulo de biofilmes em implantes dentários e fatores chave relacionados ao processo patogênico das infecções peri-implantares. Além disso, o potencial de alterações de superfícies com propriedades antimicrobianas para implantes dentários é discutido para ressaltar futuras estratégias promissoras no controle da peri-implantite.
Article • Braz. Dent. J. 33
(1)
• Jan-Feb 2022 • https://doi.org/10.1590/0103-6440202204860 linkcopiar
Emerging titanium surface modifications: The war against polymicrobial infections on dental implants
Autoria
person Valentim A. R. Barão
school Department of Prosthodontics and Periodontology, Piracicaba Dental School, University of Campinas(UNICAMP), Piracicaba, Brazil.University of CampinasBrazilPiracicaba, Brazil Department of Prosthodontics and Periodontology, Piracicaba Dental School, University of Campinas(UNICAMP), Piracicaba, Brazil.
person Raphael C. Costa
school Department of Prosthodontics and Periodontology, Piracicaba Dental School, University of Campinas(UNICAMP), Piracicaba, Brazil.University of CampinasBrazilPiracicaba, Brazil Department of Prosthodontics and Periodontology, Piracicaba Dental School, University of Campinas(UNICAMP), Piracicaba, Brazil.
person Jamil A. Shibli
person Martinna Bertolini
school University of Pittsburgh, Department of Periodontics and Preventive Dentistry, School of Dental Medicine, Pittsburgh, PA, USA.University of PittsburghUSAPittsburgh, PA, USA University of Pittsburgh, Department of Periodontics and Preventive Dentistry, School of Dental Medicine, Pittsburgh, PA, USA.
person João Gabriel S. Souza
school Department of Periodontology, Dental Research Division, Guarulhos University, Guarulhos, BrazilGuarulhos UniversityBrazilGuarulhos, Brazil Department of Periodontology, Dental Research Division, Guarulhos University, Guarulhos, Brazilschool Dental Science School (Faculdade de Ciências Odontológicas - FCO), Montes Claros, Brazil.Dental Science SchoolBrazilMontes Claros, Brazil Dental Science School (Faculdade de Ciências Odontológicas - FCO), Montes Claros, Brazil.
Correspondence: Valentim A. R. Barão Department of Prosthodontics and Periodontology, Piracicaba Dental School, University of Campinas (UNICAMP), Piracicaba, Brazil; E-mail:
vbarao@unicamp.br
vbarao@unicamp.br
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Department of Prosthodontics and Periodontology, Piracicaba Dental School, University of Campinas(UNICAMP), Piracicaba, Brazil.University of CampinasBrazilPiracicaba, Brazil Department of Prosthodontics and Periodontology, Piracicaba Dental School, University of Campinas(UNICAMP), Piracicaba, Brazil.
Department of Periodontology, Dental Research Division, Guarulhos University, Guarulhos, BrazilGuarulhos UniversityBrazilGuarulhos, Brazil Department of Periodontology, Dental Research Division, Guarulhos University, Guarulhos, Brazil
Figuras
imageFigure 1. Overview of newly developed bioactive glass-based coating for implant application with microbial biofilm modulationattributes. (A) Representative confocal images (50× magnification) revelated the complex surface topography of the PEO-BG surface (i.e., “glass grain-like”) compared to control surfaces such as machined and SLA. Surface chemistry was evaluated using energy-dispersive spectroscopy, showing stoichiometric proportions similar to 45S5 bioglass on Ti surface (data not shown). Microbiological analysis was performed after microbial adhesion (2 h) and biofilm formation (24 h) with human saliva as the microbial inoculum. Although the number of viable bacterial cells visualized by confocal imagens (live cells were stained in green by SYTO-9; scale bars 50 µm) did not differ considerably between control groups during microbial adhesion (B), we untangled that the bacterial community profile adhered to the PEO-BG surface was more compatible with the resident microbiome by DNA-DNA checkboard method (C). Reprinted adapted from Costa et al. 2020 [62]; Copyright (2020); open_in_new

imageFigure 2 One-step superhydrophobic coating synthesized by low-pressure glow discharge plasma technology on Ti biomaterial. (A) Two- and three-dimensional images (150× magnification) by 3D laser scanning confocal microscopy showing the differences in the topography patterns and surface area between surfaces (non-treated control and treated). Polymicrobial biofilm was formed for 24 h using human saliva as the microbial inoculum to check the antifouling property. (B) Scanning electron microscopy (1,500× magnification) and (C) confocal images (50 μm; green - live bacteria cells stained using SYTO-9) confirmed that superhydrophobic coating dramatically reduces the microbial biofilm adhesion on Ti surface in vitro. Reprinted adapted from Sousa et al. 2020 [69]; Copyright 2020; with permission from American Chemical Society (License number: 5084191501822). open_in_new

imageFigure 3 The network analysis about the most common functional compounds incorporated onto Ti surface using different deposition methods in preclinical studies. Green nodes represent the chemical deposition methods and purple nodes the physical deposition methods. The size of the node is proportional to the number of animal studies included. Gray lines represent the direct comparisons of each antimicrobial deposition method, and the line thickness is directly proportional to the number of incorporations. [ Abbreviations: AMP = antimicrobial peptides; BP = biopolymers; VitE = Vitamin E; DTM = Daptomycin; CHX = Chlorhexidine; NO = nitric oxide; CT = catechol; CFX = Ciprofloxacin; CHT = Chitosan; F = Fluoride ion; Ga = Gallium ion; HA = Hydroxyapatite; MoS2 = Molybdenum disulfide; Bi2S3 = Bismuth sulfide; Se = Sellenium ion; GTM = Gentamycin; TBM = Tobramycin; TaO = Tantalum oxide; P = Red Phosphorus; VCM = Vancomycin; Zn = Zinc ion; I = Iodine ion; Ag = Silver ion; and TiO2 = Titanium dioxide]. Reprinted from Costa et al. 2021 [27]; Copyright (2021); with permission from Elsevier (License number: 5214900523221). open_in_new

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