Improvement of oral health : biofilm formation, oral implants and probiotics

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaOral health problems affect a large part of the world population and despite the numerous developments on technologies and products, there is still a need to know and understand those diseases. The recurring demands from society led to the development of new medical treatments and new materials used in dental implants. So, in this context, it became very important to evaluate the microbial colonization of implant materials because these materials can be important for future dental applications being necessary know the microbial adhesion. Therefore, the present dissertation aimed to improve the knowledge on oral microbial colonization of oral cavity. The first goal was the evaluation of microbial colonization of different titanium surfaces (anodized and etched) that are normally used in implant applications. The bacteria studied (Prevotella intermedia, Porphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum) were able to form biofilms on both surfaces, although biofilm formation on anodized samples result in a higher amount of biomass than in the etched samples, although with a similar number of viable cells, indicating the higher presence of extracelular matrix in the former, which could induce lower mechanical friction on these samples. In addition this study also evaluated the influence of fluoride and probiotic bacteria (Streptococcus salivarius) on biofilm formation. The presence of fluoride showed to inhibit biofilm formation on these biomaterials. The effect of probiotic bacteria has been evaluated on biofilm formation and S. salivarius had a direct influence on reducing the growth of pathogenic bacteria, such as F. nucleatum. However, these interactions are still unclear and there is a need to study these in greater detail. Moreover, dental implants infection can also be reduced by controlling the presence of pathogenic species in oral environment, so another aim was the evaluation of the use of a sugar (C7) as a prebiotic agent. The different sources of energy (C7 sugar and glucose) had different influences on growth of pathogenic and probiotic bacteria. So, the sugar, C7, can be used to favour the growth of the beneficial oral bacteria. In conclusion it can be pointed out that Ti anodized samples may be a good material for the production of dental implants due to their topography and also that the use of different energy sources allied with probiotics may be a start point for the development of new therapies.Os problemas de saúde oral afectam grande parte da população mundial e apesar do grande desenvolvimento nas tecnologias e nos produtos aplicados a esta, existe ainda a necessidade de conhecer e compreender melhor as doenças orais de origem bacteriana. Assim, a presente dissertação teve como objectivo geral contribuir para melhorar o conhecimento sobre a interação bacteriana na cavidade oral. O primeiro objectivo deste trabalho foi a avaliar a formação de biofilme em diferentes superfícies de titânio (anodizadas e com tratamento químico) normalmente utlizadas em implantes dentários. As bactérias estudadas (Prevotella intermedia, Porphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum) foram capazes de formar biofilme em ambas as superfícies, embora nas amostras anodizadas a quantidade de biomassa formada tenha sido maior que nas com tratamento quimico. No entanto, o número de células viáveis nos biofilmes formados em ambas as superfícies foi semelhante, indicando maior presença de matriz nas amostras anodizadas, o que pode induzir menor fricção nestas amostras. Além deste estudo foi também avaliada a influência da adição flúor e a presença de uma bactéria probiotica (Streptococcus salivarius) nos biofilmes formados nas mesma amostras. A presença de flúor no meio de cultura mostrou ter uma influencia negativa na formação de biofilme. Quanto à presença de bactéria probiotica esta foi avaliada em relação a formação de biofilme pelas mesmas bactérias patogénicas. A bactéria probiotica teve influência direta na redução da proliferação das bactérias patogénicas em especifico da F. nucleatum. As infecções orais podem também ser controladas alterando o equilíbrio entre a flora patogénica e probiótica. Assim sendo, foi também avaliada a influência de um açúcar (C7) neste equilíbrio, funcionado este como um agente prebiótico. As diferentes fontes de energia (glucose - controlo - e C7), tiveram diferentes influências sobre o crescimento das bactérias patogénicas e probioticas. A fonte energia, C7, poderá ser assim usada para favorecer o crescimento da bactéria probiotica e assim contribuir para uma melhoria da saúde oral. Portanto, neste trabalho concluiu-se que as amostras de Ti anodizado poderão ter maior potencial na produção de implantes dentários devido à sua topografia e além disso o uso de diferentes fontes de energia aliada ao uso de bactérias probióticas pode ser um início de um desenvolvimento de uma nova terapia