Cytotoxicity and Elemental Release of Dental Acrylic Resin Modified with Silver and Vanadium Based Antimicrobial Nanomaterial

AbstractThe acrylic resin used for the prosthesis base accumulates biofilm, causing diseases such as stomatitis. The addition of some nanoparticles promotes antimicrobial action. This study incorporated the nanostructured silver vanadate decorated with silver nanoparticles (AgVO3) to the acrylic resin by two methods and evaluated the cytotoxicity for human gingival fibroblasts (HGF) and the released silver and vanadium ions. The concentrations of 0.5, 1, 2.5, and 5% of AgVO3 was incorporated by vacuum spatulation and polymeric film. The vacuum spatulation was performed for 60 s using the Turbomix equipment, and the polymeric film was obtained from the polymer solubilization in chloroform, the film was subjected to a cryogenic grinding, and the powder obtained was manually mixed at the monomer. HGF cell viability was assessed after 24 hours, 7 and 14 days by the MTT assay. The release of silver (Ag) and vanadium (V) ions were quantified by inductively coupled plasma mass spectrometry after 30 days. Kruskal-Wallis and Dunn’s test were applied (α = 0.05). The HGF viability was inversely proportional to the incubation time. Both incorporation techniques and the negative and positive control groups presented significant statistical differences (p 0.05), except the vacuum spatulation group with 5% of AgVO3 that showed greater viability than the negative control (p=0.013) in 24 hours. The release of Ag and V ions was proportional to the concentration of AgVO3 The 5% group presented a significant difference compared to the other groups (p<0.05). In conclusion, the acrylic resin with and without the AgVO3 incorporation had a small cytotoxic potential for HGF in 24 hours, with a lower viability in longer contact times; the release of Ag and V ions was proportional to the concentration of AgVO3, not influencing cell viability. Keywords: Acrylic Resins. Cell Survival. Nanotechnology. Ions. ResumoA resina acrilica utilizada para a base da protese acumula biofilme, causando doencas como a estomatite. A adicao de algumas nanoparticulas promove acao antimicrobiana. Este estudo incorporou o vanadato de prata nanoestruturado decorado com nanoparticulas de prata (AgVO3) a resina acrilica por dois metodos e avaliou a citotoxicidade para fibroblastos gengivais humanos (HGF) e os ions prata e vanadio liberados. As concentracoes de 0,5%, 1%, 2,5% e 5% de AgVO3 foram incorporadas por espatulacao a vacuo e filme polimerico. A espatulacao a vacuo foi realizada por 60 s no equipamento Turbomix, e o filme polimerico foi obtido a partir da solubilizacao do polimero em cloroformio, o filme foi submetido a uma moagem criogenica e o po obtido foi misturado manualmente ao monomero. A viabilidade celular de HGF foi avaliada apos 24 horas, 7 e 14 dias pelo ensaio de MTT. A liberacao de ions prata (Ag) e vanadio (V) foi quantificada por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado apos 30 dias. Os testes de Kruskal-Wallis e Dunn foram aplicados (α=0,05). A viabilidade de HGF foi inversamente proporcional ao tempo de incubacao. As tecnicas de incorporacao e os grupos controle negativo e positivo apresentaram diferenca estatisticamente significante (p 0,05), exceto o grupo de espatulacao a vacuo com 5% de AgVO3 que apresentou maior viabilidade que o controle negativo (p = 0,013) em 24 horas. A liberacao de ions Ag e V foi proporcional a concentracao de AgVO3. O grupo 5% apresentou diferenca significativa em relacao aos demais grupos (p <0,05). Em conclusao, a resina acrilica com e sem a incorporacao de AgVO3 apresentou um pequeno potencial citotoxico para o HGF em 24 horas, com menor viabilidade nos tempos de maior contato, e a liberacao de ions Ag e V foi proporcional a concentracao de AgVO3, nao influenciando na viabilidade celular. Palavras-chave: Resinas Acrilicas. Sobrevivencia Celular. Nanotecnologia. Ions.