Puesta a punto de la metodología para el estudio del efecto in vitro sobre Streptococcus mutans de superficies de titanio nanoestructuradas

Abstract

[spa] La periimplatitis es uno de los principales motivos del fracaso de los implantes dentales, en el cual se encuentran implicadas diversas especies bacterianas. La gran mayoría de estas bacterias forman parte de la microbiota oral del paciente y su capacidad para formar biocapas juega un papel fundamental en este proceso. Entre éstas destaca Streptococcus mutans, el principal agente etiológico de la caries y una de las bacterias iniciadoras de la biocapa sobre los implantes dentales. Existen diversas estrategias para conseguir biomateriales que promuevan la integración de los tejidos del paciente y disminuyan la adhesión bacteriana y la formación de biocapas. Una de estas estrategias consiste en la formación de nanoestructuras, como estructuras nanotubulares ordenadas o nanoporos sobre la superficie del implante o bien su funcionalización con biomoléculas activas. La quercitrina es un flavonoide con múltiples funciones entre las que destacan sus capacidades antioxidantes, antiinflamatorias y a su vez, se ha visto que puede disminuir la adhesión bacteriana así como la expresión de diversos genes de S. mutans relacionados con la adhesión y la formación de biocapa. El objetivo general del proyecto en el que se enmarca este trabajo es el desarrollo de superficies nanoestructuradas que disminuyan la formación de biocapas y la expresión de genes relacionados con su formación con potencial aplicación en dispositivos médicos implantables. En concreto en este Trabajo Fin de Máster se han obtenido superficies nanoestructuradas y recubiertas con quercitrina y se ha puesto a punto y se ha evaluado la formación de biocapa sobre superficies de titanio mediante tinción por cristal violeta y recuento de colonias; así como la evaluación de la expresión génica de genes relacionados con la adhesión bacteriana y la formación de biocapa en respuesta a las superficies generadas. Los resultados obtenidos han permitido establecer los métodos adecuados para el montaje de siembra para las superficies, si bien no permiten concluir el efecto in vitro sobre S. mutans de las superficies desarrolladas.

[eng] Periimpantitis is one of the major causes of dental implant failure, being involved different bacterial species. The majority of these bacteria are part of the oral microbiota and their ability to form biofilms play a key role in this process. Among these, Streptococcus mutans is the main causative agent of dental caries and one of the bacterial initiators of the biofilm formation on dental implants. There are several strategies for the development of biomaterials with improved integration of the patient's tissues and reduced bacterial adhesion and biofilm formation. One strategy is the formation of nanostructures, such as ordered nanotube structures or nanopores on the implant surface. Another strategy is their functionalization with active biomolecules. Quercitrin is a flavonoid with multiple functions, among them are its antioxidant and anti-inflammatory capacities. In addition, quercitrin has been shown to reduce bacterial adhesion and the expression of various S. mutans genes related with adhesion and biofilm formation. The research undertaken in this Master Thesis is part of a project that aims to develop nanostructured surfaces that reduce biofilm formation with potential application in implantable medical devices. Specifically, in this work nanostructed surfaces functionalized with quercitrin were developed and evaluated for biofilm formation by crystal violet staining and the serial dilution agar plating method. Moreover, the effect of the developed surfaces on gene expression of genes related to bacterial adhesion and biofilm formation was analyzed. The obtained results have allowed to establish the appropriate setting for biofilm evaluation of the surfaces, but do not allow to draw any conclusion on the in vitro effect on S. mutans of the developed surfaces.