Technological development, characterization and evaluation of glass ionomer cement containing innovative microparticles of chlorhexidine digluconate

O cimento de ionômero de vidro (CIV) é um material amplamente utilizado na Odontologia, por apresentar capacidade de adesão aos tecidos dentários e atividade anticariogênica. Estudos anteriores têm sugerido que a incorporação de antimicrobianos ao CIV permite um aumento na longevidade das restaurações, assim como uma ação antibacteriana frente ao biofilme dental depositado sobre as restaurações. Com o intuito de otimizar a incorporação do antimicrobiano ao CIV o presente estudo propõe-se a desenvolver, caracterizar e avaliar um CIV contendo micropartículas (met)acrílicas de digluconato de clorexidina (Clx Dg). Realizou-se um estudo laboratorial para (1) formular e avaliar micropartículas (met)acrílicas de Clx Dg para serem adicionadas em um CIV comercial e (2) investigar as propriedades citotóxicas e mecânicas desse novo material. As micropartículas foram obtidas pelo método de emulsão em meio não aquoso/evaporação do solvente a partir dos polímeros (Eudragit S100 e RS100) e do Clx Dg a 10 e 25%. A caracterização dos materiais microparticulados foi feita por métodos morfológicos, térmicos e espectroscópicos, avaliação do teor e liberação do fármaco. As duas melhores formulações de micropartículas foram incorporadas em um CIV já comercializado, obtendo-se dois materiais experimentais além do CIV puro, considerado como controle. Estes materiais foram submetidos à análise de biocompatibilidade com células de polpa dental e fibroblastos gengivais humanos, a atividade antimicrobiana e a avaliação de propriedades mecânicas (resistência à abrasão, à compressão, à tração diametral e flexão). As micropartículas (met)acrílicas de Clx Dg foram preparadas com sucesso, apresentando características de: partículas de tamanho micrométrico, termoestáveis, amorfas/não-cristalinas, com alta eficiência de encapsulação do fármaco, atividade antimicrobiana comprovada, liberação lenta e controlada do fármaco. A incorporação das micropartículas (met)acrílicas de Clx Dg ao CIV acrescentou capacidade antimicrobiana ao material e não causou aumento da citotoxicidade do mesmo. As propriedades mecânicas sofreram alterações positivas e negativas após a incorporação das micropartículas, porém sem contraindicar o uso desse novo material. Conclui-se que foi possível desenvolver, caracterizar e avaliar o CIV contendo micropartículas (met)acrílicas inovadoras de Clx Dg, e que o mesmo apresentou características e desempenho satisfatórios. Esse novo material tem potencial promissor para procedimentos restauradores, necessitando a realização de estudos clínicos.Glass ionomer cement (GIC) is a widely used material in dentistry for providing both adhesion to dental tissues and anticariogenic activity. Previous studies have suggested that the incorporation of antimicrobials to GIC allows an increase in the longevity of restorations as well as an antibacterial activity against biofilm deposited on the restorations. In order to have a better incorporation of an antimicrobial to GIC, this study aims at evaluating a GIC containing chlorhexidine digluconate (Clx Dg)-loaded (meth)acrylic microparticles. In brief, it was carried out a laboratory study (1) to formulate and to evaluate Clx Dg-loaded (meth)acrylic microparticles for being added into a commercial GIC and (2) to investigate the cytotoxic and mechanical properties of this novel material. Microparticles were obtained by the non-aqueous emulsion/solvent evaporation method using Eudragit S100 and RS100 as polymers and Clx Dg at 10 and 25%. The characterization was performed by morphological, thermal and spectroscopic methods and by evaluating the drug content and drug release. The two best formulations of microparticles were incorporated into a commercial GIC and resulted in two new experimental materials. The pure GIC was used as control. The biocompatibility of these materials was investigated using dental pulp cells and human gingival fibroblasts. In addition, the antimicrobial activity and the mechanical properties (resistance to abrasion, compressive strength, diametral tensile strength and flexural strength) were carried out. Clx Dg-loaded (meth)acrylic microparticles were successfully prepared. Micrometer-sized, heat-stable, and amorphous/non-crystalline formulations with high drug-loading efficiencies, effective antimicrobial activity, and a controlled release of the drug were obtained. The incorporation of Clx Dg-loaded (meth)acrylic microparticles into GIC provided antimicrobial properties to this material and did not increase its cytotoxicity. The mechanical properties demonstrated positive and negative changes after the microparticles incorporation. However these changes did not contraindicate the use of this new material. It was concluded that it was possible to obtain a GIC containing innovative Clx Dg-loaded (meth)acrylic microparticles that showed suitable features and performance. This new material has a promising potential for restorative procedures. However, additional clinical studies are required