Avaliação do efeito de um adesivo universal carregado com nanoparticulas de cobre, zinco e vidro bioativo (45S5), na atividade das MMPs 2 e 9, na perda mineral e nas propriedades mecânicas da interface em dentes restaurados com resina composta submetidos a um desafio cariogênico in vitro

Abstract

Objetivo: Avaliar de forma abrangente o efeito de um adesivo universal modificado com nanopartículas de zinco e cobre (ZnO/Cu) e vidro bioativo (VB 45S5) sobre a estabilidade da união à dentina, considerando os mecanismos de citotoxicidade dos adesivos universais comerciais, suas propriedades biológicas e seu comportamento sob um desafio cariogênico in vitro. Materiais e Métodos: Inicialmente, foram investigados os mecanismos moleculares de citotoxicidade (apoptose e necrose) de adesivos universais comerciais em células osteoblásticas tipo Saos-2, a fim de estabelecer um panorama de segurança biológica. Posteriormente, sistemas adesivos experimentais contendo ZnO/Cu (0,2%/2,5%) e VB (5% e 10%) foram avaliados quanto à viabilidade celular (ensaio MTS), atividade antibacteriana (contagem de unidades formadoras de colônias, UFC), potencial de mineralização (ensaio em fluido corporal simulado, SBF; e espectroscopia de energia dispersiva de raios X, EDX), grau de conversão (espectroscopia Raman), atividade enzimática das MMPs (zimografia in situ) e resistência de união (µTBS), antes e após um desafio cariogênico in vitro. As análises estatísticas incluíram ANOVA de uma e duas vias, teste post-hoc de Tukey e teste t de Student (α=0,05). Resultados: Os adesivos universais comerciais induziram morte celular por diferentes vias moleculares, destacando a importância de uma avaliação biológica prévia. A incorporação de VB, isoladamente ou em combinação com ZnO/Cu, reduziu significativamente a atividade bacteriana e aumentou a deposição de Ca e P, indicando efeito mineralizante (p<0,05). Nem a citocompatibilidade nem o grau de conversão foram afetados negativamente pela incorporação de nanopartículas (p>0,05). Apesar da persistência de elevada atividade das MMPs, os adesivos contendo 10% de VB — particularmente quando combinados com ZnO/Cu — demonstraram maior estabilidade da união após o desafio cariogênico, especialmente sob condições autocondicionantes. Conclusão: A incorporação de nanopartículas de vidro bioativo em adesivos universais modificados com ZnO/Cu melhora a estabilidade da união à dentina, principalmente por meio de mecanismos de remineralização e atividade antibacteriana, sem comprometer a citocompatibilidade ou o grau de conversão. No entanto, não promove inibição imediata da atividade das MMPs, sugerindo que a estabilidade interfacial está mais fortemente associada a processos de biomineralização do que à modulação enzimática direta.

Objective: To comprehensively evaluate the effect of a universal adhesive modified with zinc and copper nanoparticles (ZnO/Cu) and bioactive glass (BG 45S5) on dentin bond stability, considering the cytotoxic mechanisms of commercial universal adhesives, their biological properties, and their behavior under an in vitro cariogenic challenge. Materials and Methods: Initially, the molecular mechanisms of cytotoxicity (apoptosis and necrosis) of commercial universal adhesives were investigated in Saos-2 osteoblast-like cells to establish a biological safety baseline. Subsequently, experimental adhesive systems containing ZnO/Cu (0.2%/2.5%) and BG (5% and 10%) were evaluated in terms of cell viability (MTS assay), antibacterial activity (colony-forming unit count, CFU), mineralization potential (simulated body fluid assay, SBF; and energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDX), degree of conversion (Raman spectroscopy), MMP enzymatic activity (in situ zymography), and bond strength (µTBS) before and after an in vitro cariogenic challenge. Statistical analyses included one- and two-way ANOVA, Tukey’s post-hoc test, and Student’s t-test (α=0.05). Results: Commercial universal adhesives induced cell death through distinct molecular pathways, highlighting the importance of prior biological assessment. The incorporation of BG, either alone or combined with ZnO/Cu, significantly reduced bacterial activity and increased Ca and P deposition, indicating a mineralizing effect (p0.05). Despite persistently high MMP activity, adhesives containing 10% BG—particularly when combined with ZnO/Cu—demonstrated improved bond stability after cariogenic challenge, especially under self-etch conditions. Conclusion: The incorporation of bioactive glass nanoparticles into ZnO/Cu-modified universal adhesives enhances dentin bond stability primarily through remineralization and antibacterial mechanisms, without compromising cytocompatibility or degree of conversion. However, it does not promote immediate inhibition of MMP activity, suggesting that interfacial stability is more strongly associated with biomineralization processes than with direct enzymatic modulation.