Utilização de um novo aparato de PLA/ST para avaliação in vitro da adesão, proliferação e colonização bacteriana em diferentes tipos de membranas e barreiras para uso em regeneração tecidual e óssea guiada

Abstract

O objetivo deste estudo foi avaliar, através de um ensaio in vitro, a eficácia de um novo aparato metodológico para testar a aderência e a passagem de bactérias através de diferentes tipos de membranas e barrerias disponíveis comercialmente para Regeneração Tecidual Guiada (RTG) e Regeneração Óssea Guiada (ROG). Para confecção do modelo tridimensional do dispositivo, foi utilizado o software Onshape do sistema Computer Aided Desing (CAD), o qual foi personalizado no programa 3DPrinterOS, através do sistema Computer Aided Manufacturing (CAM). Três tipos de biomateriais foram testados (n=6): DT) membrana de colágeno Lumina Coat Double Time®; DS) membrana de polímeros biodegradáveis DuoSynt®; e LP) barreira de politetrafluoretileno denso Lumina PTFE®. Os biomateriais foram adaptados aos aparatos e desafiados com duas culturas bacteriana monoespécie diferentes, de A. actinomycetemcomitans b e de S. mutans. Após 2 horas, a aderência e penetração bacteriana foram quantificadas através da contagem de unidades formadoras de colônias (UFCs). Dois espécimes de cada grupo foram utilizados para análises de imagem, sendo uma amostra analisada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV), e outra em microscopia confocal à laser. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente a um nível de significância de α = 5%. Com relação à aderência bacteriana, o grupo DS aderência de S. mutans significativamente maior comparado à de A. actinomycetemcomitans b (P=0,05). Observou-se menor aderência de A. actinomycetemcomitans b no grupo DS, comparada à aderência em LP (P=0,011) e DT (P<0,001). Os resultados da penetração bacteriana demonstraram que somente as membranas permitiram a penetração, a qual foi bloqueada pelas barreiras, validando a eficácia do dispositivo confeccionado. O grupo DT permitiu penetração significativamente maior de S. mutans comparado à penetração de A. actinomycetemcomitans b (P=0,009); espécie que apresentou permeabilidade significativamente maior nas membranas DS, comparado à permeabilidade de S. mutans (P=0,016). A penetração de A. actinomycetemcomitans b através das membranas DS foi significativamente superior comparado aos grupos DT e LP (P<0,01 para ambos). Os grupos DT e DS permitiram uma penetração significativamente superior de S. mutans comparado ao grupo LP, o qual impediu ambas as espécies bacterianas de penetração. O aparato metodológico permitiu o assentamento e vedação completa das membranas e barrerias testadas, possibilitando uma padronização nos testes laboratoriais de aderência e penetração bacteriana.

Abstract: The aim of this study was to evaluate, through in vitro assay, the efficiency of a novel methodological apparatus to test the adherence and passage of bacteria on different types of membranes and barriers available for Guided Tissue Regeneration (GTR) and Guided Bone Regeneration (GBR). To create the three-dimensional model of the device, the Onshape software from the Computer Aided Design (CAD) system was used, which was customized in the 3DPrinterOS program, through the Computer Aided Manufacturing (CAM) system. Three types of biomaterials were tested (n=6): DT) Lumina Coat Double Time® collagen membrane; DS) DuoSynt® biodegradable polymer membrane; and LP) Lumina PTFE® dense polytetrafluoroethylene barrier. The biomaterials were adapted to the apparatus and challenged with two different monospecies bacterial culture of A. actinomycetemcomitans b and S. mutans. After 2 hours, bacterial adherence and penetration were quantified by counting colony forming units (CFUs). Two specimens from each group were used for image analysis, one sample being analyzed using scanning electron microscopy (SEM), and the other using confocal laser microscopy. The data obtained were statistically analyzed at a significance level of α = 5%. Regarding bacterial adherence, the DS group had significantly higher adherence of S. mutans compared to that of A. actinomycetemcomitans b (P=0.05). There was less adherence of A. actinomycetemcomitans b in the DS group, compared to adherence in LP (P=0.011) and DT (P<0.001). The results of bacterial penetration demonstrated that only the membranes allowed penetration, which was blocked by the barriers, validating the effectiveness of the manufactured device. The DT group allowed significantly greater penetration of S. mutans compared to the penetration of A. actinomycetemcomitans b (P=0.009); species that showed significantly higher permeability in DS membranes, compared to the permeability of S. mutans (P=0.016). The penetration of A. actinomycetemcomitans b through the DS membranes was significantly higher compared to the DT and LP groups (P<0.01 for both). The DT and DS groups allowed significantly greater penetration of S. mutans compared to the LP group, which prevented both bacterial species from penetrating. The methodological apparatus allowed the settlement and complete sealing of the tested membranes and barriers, enabling standardization in laboratory tests of bacterial adhesion and penetration.