TiO2 nanoparticles and salinity stress in relation to artemisinin production and ADS and DBR2 expression in Artemisia absinthium L / Nanopartículas de TiO2 e estresse de salinidade em relação à produção de artemisinina e expressão de ADS e DBR2 em Artemisia absinthium L

Artemisia absinthium L. is an important herb that is widely cultivated in different parts of the world for its medicinal properties. The present study evaluated the effects of four concentrations of nanoparticles treatment (0, 10, 20 and 30 mg L-¹) and NaCl salinity stress (0, 50, 100 and 150 mM NaCl) and their interactions with respect to the expression of two key genes, i.e. DBR2 and ADS, in the biosynthesis pathway of artemisinin in A. absinthium. Total RNA was extracted and a relative gene expression analysis was carried out using Real-Time PCR. The amount of artemisinin was also determined by HPLC. All the experiments were performed as factorial in a completely randomized design in three replications. The results revealed that salinity stress and nanoparticles treatment and their interaction affected the expressions of these genes significantly. The highest levels of ADS gene expression were observed in the 30 mg L-¹ nanoparticles–treated plants in the presence of 150 mM salinity stress and the lowest levels in the 10 mg L-¹ nanoparticles–treated plants under 50 mM salinity stress. The maximum DBR2 gene expression was recorded in the 10 mg L-¹ nanoparticles–treated plants in the absence of salinity stress and the minimum expression in the 100 mM salinity-stressed plants in the absence of nanoparticles treatment. Moreover, the smallest amounts of artemisinin were observed in the 150 mM salinity-stressed plants in the absence of nanoparticles and the highest amounts in the 30 mg L-¹ nanoparticles–treated plants. The maximum amounts of artemisinin and ADS gene expression were reported from the plants in the same nanoparticles treatment and salinity stress [...].

Artemisia absinthium L. é uma erva importante que é amplamente cultivada em diferentes partes do mundo por suas propriedades medicinais. O presente estudo avaliou os efeitos de quatro concentrações de tratamento com nanopartículas (0, 10, 20 e 30 mg L-¹) e estresse de salinidade com NaCl (0, 50, 100 e 150 mM NaCl) e suas interações com relação à expressão de dois genes-chave, isto é, DBR2 e ADS, na via de biossíntese da artemisinina em A. absinthium. O RNA total foi extraído, e uma análise de expressão gênica relativa foi realizada usando PCR em tempo real. A quantidade de artemisinina também foi determinada por HPLC. Todos os experimentos foram realizados como fatorial, em delineamento inteiramente casualizado, em três repetições. Os resultados revelaram que o estresse por salinidade e o tratamento com nanopartículas e sua interação afetaram significativamente as expressões desses genes. Os níveis mais altos de expressão do gene ADS foram observados nas plantas tratadas com nanopartículas de 30 mg L-¹ na presença de estresse de salinidade de 150 mM, e os níveis mais baixos, nas plantas tratadas com nanopartículas de 10 mg L-¹ com estresse de salinidade de 50 mM. A expressão máxima do gene DBR2 foi registrada nas plantas tratadas com nanopartículas de 10 mg L-¹ na ausência de estresse de salinidade, e a expressão mínima, nas plantas estressadas com salinidade de 100 mM na ausência de tratamento com nanopartículas. Além disso, as menores quantidades de artemisinina foram observadas nas plantas com estresse de salinidade de 150 mM na ausência de nanopartículas, e as maiores quantidades, nas plantas tratadas com nanopartículas de 30 mg L-¹. As quantidades máximas de expressão de genes de artemisinina e ADS foram relatadas a partir das plantas no mesmo tratamento com nanopartículas e condições de estresse de salinidade. A esse respeito, a quantidade de artemisinina diminuiu pela metade nas [...],

TiO2 nanoparticles and salinity stress in relation to artemisinin production and ADS and DBR2 expression in Artemisia absinthium L

Abstract Artemisia absinthium L. is an important herb that is widely cultivated in different parts of the world for its medicinal properties. The present study evaluated the effects of four concentrations of nanoparticles treatment (0, 10, 20 and 30 mg L-1) and NaCl salinity stress (0, 50, 100 and 150 mM NaCl) and their interactions with respect to the expression of two key genes, i.e. DBR2 and ADS, in the biosynthesis pathway of artemisinin in A. absinthium. Total RNA was extracted and a relative gene expression analysis was carried out using Real-Time PCR. The amount of artemisinin was also determined by HPLC. All the experiments were performed as factorial in a completely randomized design in three replications. The results revealed that salinity stress and nanoparticles treatment and their interaction affected the expressions of these genes significantly. The highest levels of ADS gene expression were observed in the 30 mg L-1 nanoparticlestreated plants in the presence of 150 mM salinity stress and the lowest levels in the 10 mg L-1 nanoparticlestreated plants under 50 mM salinity stress. The maximum DBR2 gene expression was recorded in the 10 mg L-1 nanoparticlestreated plants in the absence of salinity stress and the minimum expression in the 100 mM salinity-stressed plants in the absence of nanoparticles treatment. Moreover, the smallest amounts of artemisinin were observed in the 150 mM salinity-stressed plants in the absence of nanoparticles and the highest amounts in the 30 mg L-1 nanoparticlestreated plants. The maximum amounts of artemisinin and ADS gene expression were reported from the plants in the same nanoparticles treatment and salinity stress conditions. In this regard, the amount of artemisinin was decreased by half in the plants containing the highest DBR2 gene expression. Meanwhile, no significant correlation was observed between these gene expressions and the artemisinin amount in the other nanoparticlestreated plants under different levels of salinity stress. The biosynthetic pathway of secondary metabolites appears to be very complex and dose not directly dependent on these gene expressions.

Resumo Artemisia absinthium L. é uma erva importante que é amplamente cultivada em diferentes partes do mundo por suas propriedades medicinais. O presente estudo avaliou os efeitos de quatro concentrações de tratamento com nanopartículas (0, 10, 20 e 30 mg L-1) e estresse de salinidade com NaCl (0, 50, 100 e 150 mM NaCl) e suas interações com relação à expressão de dois genes-chave, isto é, DBR2 e ADS, na via de biossíntese da artemisinina em A. absinthium. O RNA total foi extraído, e uma análise de expressão gênica relativa foi realizada usando PCR em tempo real. A quantidade de artemisinina também foi determinada por HPLC. Todos os experimentos foram realizados como fatorial, em delineamento inteiramente casualizado, em três repetições. Os resultados revelaram que o estresse por salinidade e o tratamento com nanopartículas e sua interação afetaram significativamente as expressões desses genes. Os níveis mais altos de expressão do gene ADS foram observados nas plantas tratadas com nanopartículas de 30 mg L-1 na presença de estresse de salinidade de 150 mM, e os níveis mais baixos, nas plantas tratadas com nanopartículas de 10 mg L-1 com estresse de salinidade de 50 mM. A expressão máxima do gene DBR2 foi registrada nas plantas tratadas com nanopartículas de 10 mg L-1 na ausência de estresse de salinidade, e a expressão mínima, nas plantas estressadas com salinidade de 100 mM na ausência de tratamento com nanopartículas. Além disso, as menores quantidades de artemisinina foram observadas nas plantas com estresse de salinidade de 150 mM na ausência de nanopartículas, e as maiores quantidades, nas plantas tratadas com nanopartículas de 30 mg L-1. As quantidades máximas de expressão de genes de artemisinina e ADS foram relatadas a partir das plantas no mesmo tratamento com nanopartículas e condições de estresse de salinidade. A esse respeito, a quantidade de artemisinina diminuiu pela metade nas plantas que contêm a expressão gênica DBR2 mais alta. Enquanto isso, nenhuma correlação significativa foi observada entre essas expressões gênicas e a quantidade de artemisinina nas outras plantas tratadas com nanopartículas sob diferentes níveis de estresse de salinidade. A via biossintética dos metabólitos secundários parece ser muito complexa e não depende diretamente dessas expressões gênicas.

TiO2 nanoparticles and salinity stress in relation to artemisinin production and ADS and DBR2 expression in Artemisia absinthium L / Nanopartículas de TiO2 e estresse de salinidade em relação à produção de artemisinina e expressão de ADS e DBR2 em Artemisia absinthium L

Artemisia absinthium L. is an important herb that is widely cultivated in different parts of the world for its medicinal properties. The present study evaluated the effects of four concentrations of nanoparticles treatment (0, 10, 20 and 30 mg L-1) and NaCl salinity stress (0, 50, 100 and 150 mM NaCl) and their interactions with respect to the expression of two key genes, i.e. DBR2 and ADS, in the biosynthesis pathway of artemisinin in A. absinthium. Total RNA was extracted and a relative gene expression analysis was carried out using Real-Time PCR. The amount of artemisinin was also determined by HPLC. All the experiments were performed as factorial in a completely randomized design in three replications. The results revealed that salinity stress and nanoparticles treatment and their interaction affected the expressions of these genes significantly. The highest levels of ADS gene expression were observed in the 30 mg L-1 nanoparticles­treated plants in the presence of 150 mM salinity stress and the lowest levels in the 10 mg L-1 nanoparticles­treated plants under 50 mM salinity stress. The maximum DBR2 gene expression was recorded in the 10 mg L-1 nanoparticles­treated plants in the absence of salinity stress and the minimum expression in the 100 mM salinity-stressed plants in the absence of nanoparticles treatment. Moreover, the smallest amounts of artemisinin were observed in the 150 mM salinity-stressed plants in the absence of nanoparticles and the highest amounts in the 30 mg L-1 nanoparticles­treated plants. The maximum amounts of artemisinin and ADS gene expression were reported from the plants in the same nanoparticles treatment and salinity stress conditions. In this regard, the amount of artemisinin was decreased by half in the plants containing the highest DBR2 gene expression. Meanwhile, no significant correlation was observed between these gene expressions and the artemisinin amount in the other nanoparticles­treated plants under different levels of salinity stress. The biosynthetic pathway of secondary metabolites appears to be very complex and dose not directly dependent on these gene expressions.

Artemisia absinthium L. é uma erva importante que é amplamente cultivada em diferentes partes do mundo por suas propriedades medicinais. O presente estudo avaliou os efeitos de quatro concentrações de tratamento com nanopartículas (0, 10, 20 e 30 mg L-1) e estresse de salinidade com NaCl (0, 50, 100 e 150 mM NaCl) e suas interações com relação à expressão de dois genes-chave, isto é, DBR2 e ADS, na via de biossíntese da artemisinina em A. absinthium. O RNA total foi extraído, e uma análise de expressão gênica relativa foi realizada usando PCR em tempo real. A quantidade de artemisinina também foi determinada por HPLC. Todos os experimentos foram realizados como fatorial, em delineamento inteiramente casualizado, em três repetições. Os resultados revelaram que o estresse por salinidade e o tratamento com nanopartículas e sua interação afetaram significativamente as expressões desses genes. Os níveis mais altos de expressão do gene ADS foram observados nas plantas tratadas com nanopartículas de 30 mg L-1 na presença de estresse de salinidade de 150 mM, e os níveis mais baixos, nas plantas tratadas com nanopartículas de 10 mg L-1 com estresse de salinidade de 50 mM. A expressão máxima do gene DBR2 foi registrada nas plantas tratadas com nanopartículas de 10 mg L-1 na ausência de estresse de salinidade, e a expressão mínima, nas plantas estressadas com salinidade de 100 mM na ausência de tratamento com nanopartículas. Além disso, as menores quantidades de artemisinina foram observadas nas plantas com estresse de salinidade de 150 mM na ausência de nanopartículas, e as maiores quantidades, nas plantas tratadas com nanopartículas de 30 mg L-1. As quantidades máximas de expressão de genes de artemisinina e ADS foram relatadas a partir das plantas no mesmo tratamento com nanopartículas e condições de estresse de salinidade. A esse respeito, a quantidade de artemisinina diminuiu pela metade nas plantas que contêm a expressão gênica DBR2 mais alta. Enquanto isso, nenhuma correlação significativa foi observada entre essas expressões gênicas e a quantidade de artemisinina nas outras plantas tratadas com nanopartículas sob diferentes níveis de estresse de salinidade. A via biossintética dos metabólitos secundários parece ser muito complexa e não depende diretamente dessas expressões gênicas.

Material cimentício fotocatalítico com atividade antimicrobiana: avanços e desafios no ambiente da área da saúde / Photocatalytic cement material with antimicrobial activity: advances and challenges in the healthcare environment

O material cimentício com dióxido de titânio (TiO2) pode representar uma opção viável devido suas propriedades fotocatalítica, autolimpante e antimicrobiana no ambiente da área da saúde. O objetivo desta pesquisa foi determinar os avanços e desafios da atividade antimicrobiana do material cimentício fotocatalítico com TiO2, no que concerne a possível aplicabilidade no ambiente da área da saúde. Uma revisão integrativa foi efetuada acerca da possível aplicabilidade do material cimentício fotocatalítico com TiO2 no ambiente da área da saúde. Além disso, a atividade antibacteriana de soluções aquosas e material cimentício fotocatalítico com TiO2 em diferentes concentrações e exposições a radiações luminosas foram avaliadas, por meio da técnica de difusão em camada dupla de ágar. A revisão integrativa foi realizada no portal PubMed e nas bases Web of Science, SCOPUS, EMBASE e Engineering Village com a inclusão de estudos primários quanto a temática, publicados online até março de 2021, em português e inglês. A etapa experimental / laboratorial foi realizada em triplicata com o emprego da cepa padrão Escherichia coli (ATCC 25922) e as soluções aquosas e material cimentício fotocatalítico com TiO2 em diferentes concentrações (0, 5 e 15%) e exposições às radiações ultravioleta A (UV-A) a 15W e 365nm e diodo emissor de luz (LED) a 18W durante 8 e 10h. Cabe salientar que houve a inclusão de solução de clorexidina a 0,12% e amostras submetidas à ausência de exposição à radiação luminosa (escuro) como controles experimentais. Na técnica de difusão em camada dupla de ágar, Mueller Hinton Agar foi distribuído em placas de Petri (90x15mm) esterilizadas formando uma camada base de 12,0mL. Após a solidificação do meio de cultura, 8,0mL de Mueller Hinton Agar contendo 106UFC/mL do inóculo bacteriano foi distribuído sobre a camada base para formar a camada seed. Em seguida, em cada placa foram confeccionados poços para adição de 20,0µL das soluções ou dos espécimes do material cimentício fotocatalítico. Decorrido os períodos pré-incubação das amostras à temperatura ambiente por 2h, as placas foram incubadas a 37ºC por 24h e a leitura dos diâmetros dos halos de inibição (mm) mensurada. Na revisão integrativa, os resultados mostraram um total de sete estudos primários com diferentes metodologias microbiológicas in vitro, concentrações e exposições a radiações luminosas de soluções e materiais cimentícios fotocatalíticos. Em referência à etapa experimental / laboratorial, não houve atividade antibacteriana conclusiva de qualquer solução ou material cimentício fotocatalítico com TiO2, apesar de alguns resultados terem demonstrado halos de inibição tênues ao redor de algumas amostras do material cimentício fotocatalítico. Em conclusão, não há consenso na literatura científica acerca da atividade antimicrobiana de material cimentício fotocatalítico com TiO2. Ainda, conforme a metodologia empregada neste estudo, a atividade contra E. coli das soluções aquosas e do material cimentício fotocatalítico com TiO2 não foi evidenciada, sendo que avanços e desafios no controle de contaminação e risco de infecção microbiana no ambiente da área da saúde continuam

The cementitious material with titanium dioxide (TiO2) may represent a viable option due to its photocatalytic, self-cleaning and antimicrobial properties in the healthcare environment. The objective of this research was to determine the advances and challenges of the antimicrobial activity of the photocatalytic cement material with TiO2, with regard to the possible applicability in the health area. An integrative review was carried out on the possible applicability of the photocatalytic cement material with TiO2 in the healthcare environment. In addition, the antibacterial activity of aqueous solutions and photocatalytic cementitious material with TiO2 in different concentrations and exposures to light radiation were evaluated using the double layer agar diffusion technique. The integrative review was carried out on the PubMed portal and on the Web of Science, SCOPUS, EMBASE and Engineering Village databases with the inclusion of primary studies on the subject, published online until March 2021, in Portuguese and English. The experimental / laboratory stage was carried out in triplicate using the standard strain Escherichia coli (ATCC 25922) and aqueous solutions and photocatalytic cement material with TiO2 in different concentrations (0, 5 and 15%) and radiation exposures to ultraviolet A (UV-A) at 15W and 365nm and light emitting diode (LED) at 18W for 8 and 10am. It should be noted that there was the inclusion of 0.12% chlorhexidine solution and samples subjected to the absence of exposure to light radiation (dark) as experimental controls. In the double agar diffusion technique, Mueller Hinton Agar was distributed in sterile Petri dishes (90x15mm) forming a base layer of 12.0mL. After solidification of the culture medium, 8.0mL of Mueller Hinton Agar containing 106CFU/mL of the bacterial inoculum was distributed onto the base layer to form the seed layer. Then, in each plate, wells were made to add 20.0µL of the solutions or specimens of the photocatalytic cement material. After the pre-incubation periods of the samples at room temperature for 2h, the plates were incubated at 37ºC for 24h and the reading of the diameter of the inhibition halos (mm) was measured. In the integrative review, the results showed a total of seven primary studies with different in vitro microbiological methodologies, concentrations, and exposures to light radiation of solutions and photocatalytic cement materials. In reference to the experimental / laboratory stage, there was no conclusive antibacterial activity of any solution or photocatalytic cement material with TiO2, although some results have shown faint inhibition halos around some samples of the photocatalytic cement material. In conclusion, there is no consensus in the scientific literature about the antimicrobial activity of photocatalytic cement material with TiO2. Moreover, according to the methodology used in this study, the activity against E. coli from aqueous solutions and the photocatalytic cement material with TiO2 was not evidenced, and advances and challenges in the contamination control and microbial infection risk in the health area continue

Effect of TiO2 nanoparticles incorporation on antibacterial properties and shear bond strength of dental composite used in Orthodontics

ABSTRACT Introduction: Plaque accumulation and bond failure are drawbacks of orthodontic treatment, which requires composite for bonding of brackets. As the antimicrobial properties of TiO2 nanoparticles (NPs) have been proven, the aim of this study was to evaluate the antimicrobial and mechanical properties of composite resins modified by the addition of TiO2 NPs. Methods: Orthodontics composite containing 0%, 1%, 5% and 10% NPs were prepared. 180 composite disks were prepared for elution test, disk agar diffusion test and biofilm inhibition test to collect the counts of microorganisms on three days, measure the inhibition diameter and quantify the viable counts of colonies consequently. For shear bond strength (SBS) test, 48 intact bovine incisors were divided into four groups. Composites containing 0%, 1%, 5% and 10% NPs were used for bonding of bracket. The bracket/tooth SBS was measured by using an universal testing machine. Results: All concentration of TiO2 NPs had a significant effect on creation and extension of inhibition zone. For S. mutans and S. sanguinis, all concentration of TiO2 NPs caused reduction of the colony counts. Composite containing 10% TiO2 NPs had significant effect on reduction of colony counts for S. mutans and S. sanguinis in all three days. The highest mean shear bond strength belonged to the control group, while the lowest value was seen in 10% NPs composite. Conclusions: Incorporating TiO2 nanoparticles into composite resins confer antibacterial properties to adhesives, while the mean shear bond of composite containing 1% and 5% NPs still in an acceptable range.

RESUMO Introdução: o acúmulo de placa e as descolagens de braquetes são algumas desvantagens presentes no tratamento ortodôntico, no qual se requer o uso de materiais compósitos para a colagem dos braquetes. Objetivo: tendo em vista que as propriedades antimicrobianas das nanopartículas (NPs) de TiO2 já foram confirmadas, o objetivo do presente estudo foi avaliar as propriedades antimicrobianas e mecânicas de resinas compostas modificadas pela adição de NPs de TiO2. Métodos: compósitos ortodônticos contendo 0%, 1%, 5% e 10% de NPs foram preparados. Cento e oitenta discos de compósito foram preparados para o teste de eluição, o ensaio de difusão em ágar por disco, e o ensaio de inibição da formação de biofilme, para se calcular as contagens de microrganismos ao longo de três dias, medir o diâmetro da inibição e, consequentemente, quantificar as contagens de colônias viáveis. Para o teste de resistência da colagem ao cisalhamento (SBS), 48 incisivos bovinos intactos foram divididos em quatro grupos, nos quais os compósitos contendo 0%, 1%, 5% e 10% de NPs foram utilizados para colagem dos braquetes. A SBS da interface braquete/dente foi medida em uma máquina universal de ensaios. Resultados: todas as concentrações de NPs de TiO2 apresentaram efeito significativo na formação e na extensão da zona de inibição. Para o S. mutans e o S. sanguinis, todas as concentrações de NPs de TiO2 causaram redução na contagem das colônias. O compósito contendo 10% de NPs de TiO2 apresentou uma diminuição significativa na contagem de colônias de S. mutans e S. sanguinis durante os três dias. A média mais alta da SBS foi observada no grupo controle, enquanto o valor mais baixo foi observado para o compósito com 10% de NPs. Conclusões: a incorporação de nanopartículas de TiO2 nas resinas compostas lhes conferiu propriedades antibacterianas, e o valor médio da SBS das resinas contendo 1% e 5% de NPs apresentou-se dentro de uma faixa aceitável.

Desinfecção de água cinza por fotocatálise heterogênea / Disinfection of greywater by heterogeneous photocatalysis

RESUMO A desinfecção adequada de águas cinzas é necessária para garantir a segurança de sua reutilização, principalmente em aplicações com potencial de exposição humana. Diversos processos oxidativos avançados têm sido empregados nos últimos anos para a degradação de contaminantes orgânicos, bem como para desinfecção de águas e efluentes. O objetivo deste trabalho foi testar TiO2 suportado em microtubos para desinfetar águas cinzas por meio da fotocatálise heterogênea, visando ao reúso hídrico em bacia sanitária. A água cinza utilizada nos experimentos foi coletada após passar por um sistema de tratamento composto de um tanque de evapotranspiração seguido de banhado construído de fluxo horizontal. Foram realizados testes em batelada utilizando-se um reator fotoquímico cilíndrico de 1,0 L (volume total do reator), preenchido com pequenos cilindros de vidro do tipo Pyrex com TiO2 suportado. Para os testes de desinfecção, foram utilizados os processos UV, H2O2, UV/TiO2, UV/H2O2 e UV/TiO2/H2O2. Foi possível obter uma camada homogênea de TiO2 depositada nos pequenos tubos de vidro Pyrex, com espessura média de 35,3 µm, capaz de promover um incremento na desinfecção de águas cinzas. Porém, mesmo com um maior poder de desinfecção do TiO2 - se comparado com a fotólise (UV) -, os processos em que se empregou o peróxido de hidrogênio foram bem mais eficientes, tanto na desinfecção (inativação total de coliformes totais, enterococos e Pseudomonas aeruginosa) quanto na remoção de matéria orgânica em termos de demanda química de oxigênio (em torno de 60%). As amostras mantidas em temperatura ambiente e envolvidas por plástico escuro não apresentaram recrescimento bacteriano com 24h de armazenamento após os experimentos, mostrando assim a viabilidade da água cinza tratada em reúso doméstico.

ABSTRACT Proper disinfection of greywater is needed to ensure the safety of its reuse, especially in applications with potential for human exposure. Various advanced oxidation processes have been used in recent years for the degradation of organic contaminants, as well as for disinfection of water and wastewater. The purpose of this study was to test TiO2 supported in microtubes to disinfect greywater by photocatalysis in order to reuse it in sanitary bowl. The greywater used in the experiments was collected after passing through a treatment system consisting of an evapotranspiration tank followed by constructed wetland with horizontal flow. Batch tests were conducted using a cylindrical photochemical reactor of 1.0 L (total volume of the reactor), filled with small glass Pyrex cylinders with supported TiO2. For disinfection tests, the processes UV, H2O2, UV/TiO2, UV/H2O2 and UV/TiO2/H2O2 were used. It was possible to obtain a homogeneous layer of TiO2 deposited in small Pyrex glass tubes with an average thickness of 35.3 µm; this layer was able to promote an increase in the greywater disinfection. However, even with a greater disinfection power of TiO2 compared with photolysis (UV), the processes with hydrogen peroxide was much more efficient in disinfection (total inactivation of total coliforms, enterococci and Pseudomonas aeruginosa) and in the removal of organic matter in terms of chemical oxygen demand (around 60%). Samples stored at a room temperature and wrapped in plastic dark showed no bacterial regrowth after 24 hours of storage after the experiments, thus showing the viability of treated greywater for domestic reuse.

Nanopartículas para materiales antibacterianos y aplicaciones del dióxido de titanio / Nanoparticles for antibacterial materials and titanium dioxide applications

La aparición constante de microorganismos multiresistentes (bacterias, virus, hongos), ha elevado el esfuerzo por la búsqueda de materiales antibacterianos, que sean efectivos para su aplicación en áreas tan diversas como la industria textil, alimentación animal, el tratamiento de aguas, industria médica, farmacéutica y cosmética. Es bien conocido que agentes antibacterianos inorgánicos tales como las nanopartículas de plata, de cobre, de óxido de zinc y de óxido de cobre, han atraído una atención especial a lo largo del tiempo, debido a su estabilidad y a que no presentan problemas de bioseguridad. Aun así, recién las nanopartículas de dióxido de titanio han venido ganando atención para aplicaciones biomédicas, dado que estas partículas se vuelven antibacteriales mediante un proceso de fotoactivación y presentan absorción de ciertas longitudes de onda que dependen de su fase inorgánica (anatasa, rutilo o brookita). No obstante, la actividad fotocatalítica del dióxido de titanio oscila en la región UV (ƛ>387nm), y ello ha representado el mayor esfuerzo en investigación, en búsqueda de conseguir que el dióxido de titanio tenga función de autodesinfección en la región de luz visible, aumentándose así sus aplicaciones en la industria biomédica. En este artículo se realizó una revisión crítica de la literatura disponible, sobre el uso de nanopartículas para materiales antibacterianos y aplicaciones del dióxido de titanio, haciéndose énfasis en el mecanismo de acción de estas partículas con sistemas biológicos y posibles modificaciones para mejorar su actividad fotocatalítica mediante la interacción con luz visible.

The constant occurrence of multiresistant microorganisms (bacteria, viruses, fungi) has increased the search for antibacterial materials that may be effective to be applied in various areas such as textile industry, animal feeding, water treatment, medical, drug and cosmetic industry. It is well known that inorganic antibacterial agents as silver, copper, zinc oxide and copper oxide nanoparticles have attired special attention in the course of time due to their stability and the absence of biosafety problems. Despite this, just recently, have the titanium dioxide nanoparticles been gaining more attention for biomedical application, since these particles become antibacterial agents through a process of photo-activation and present absorption of certain wavelengths depending on their inorganic phase (anatase, rutile or brookite). Nevertheless, the photocatalytic activity of the titanium dioxide ranges in the UV zone ((?>387nm), and this has required greater efforts in terms of research, to make the titanium dioxide have the auto-disinfection function in the visible light zone, so as to increase the number of uses in the biomedical industry. This article was aimed at making a critical literature review on the use of nanoparticles for antibacterial materials, and the applications of titanium dioxide, thus making emphasis on the mechanism of action of these particles with the biological systems and the possible changes with a view to improving its photocatalytic activity by means of the interaction with the visible light.

Modelagem matemática do desempenho de sensores fotoeletroquímicos, baseados no elétrodo Ti/TiO2 / The mathematical modeling of the function of the photoelectrochemical sensors, based on Ti/TiO2 electrode

O desempenho de sensores fotoeletroquímicos, baseados no elétrodo Ti/TiO2 (sendo um exemplo de modelagem o sensor de hidrazina), foi descrito matematicamente e o respectivo modelo foi analisado por meio de teoria de estabilidade linear e análise de bifurcações. As condições do melhor desempenho destes sensores, bem como as de instabilidades oscilatória e monotônica, foram inferidas na base da análise do modelo.

The work of photoelectrochemical sensors, based on the Ti/TiO2 electrode (being an example for the modeling the hydrazine sensor), was described mathematically and the respective model was analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. The best response condition for this sensor, as also, the oscillatory and monotonic instabilities requirements, were inferred, basing on the model´s analysis.

Síntesis y caracterización de bentonita modificada con especies de TiO2 y Fe-TiO2 obtenidas del mineral ilmenita / Synthesis and characterization of modified-bentonite with TiO2 and Fe-TiO2 species obtained from ilmenite / Síntese e caracterização de bentonita modificada com espécies de TiO2 e Fe-TiO2 obtidas do mineral ilmenita

Se sintetizó una serie de sólidosnanoestructurados obtenidos de laintercalación de nanopartículas de TiO2y Fe-TiO2 en los espacios interlaminaresde un mineral de arcilla esmectítico. Losnuevos materiales se prepararon mediantela modificación simultánea de dos mineralesnaturales: bentonita e ilmenita. Los materialesobtenidos se caracterizaron por fluorescenciade rayos X (FRX), espectroscopia infrarroja(IR), difracción de rayos X (DRX),microscopia electrónica de barrido (SEM)y sortometría de nitrógeno. Los resultadosdel análisis químico (FRX) confirmaronclaramente la incorporación de titanio y dehierro en los materiales sintetizados. Losanálisis por DRX, SEM y sortometría denitrógeno verificaron la modificación delmineral de arcilla por incorporación deespecies de dióxido de titanio y la generaciónde estructuras mesoporosas delaminadas oexfoliadas con incremento en los valores deárea superficial y porosidad controlada.

A set of nanostructured porous solids was synthesized by intercalation of TiO2 and Fe- TiO2 into the interlayer sites of a smectite clay mineral. The new materials were prepared through simultaneous modification of two natural minerals: bentonite and ilmenite. Synthesized materials were characterized by X-ray fluorescence (XRF), infrared spectroscopy (IR), X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and N2-adsorption technique. Results of chemical analysis (XRF) clearly confirmed the incorporation of titanium and iron in the synthesized materials. Modification of clay mineral by incorporation of titanium dioxide species was verified by XRD, SEM and N2- adsorption analyses, showing the formation of mesoporous delaminated structures with increased surface areas and controlled porosity.

Uma serie de sólidos nanoestruturadosforam sintetizados, obtidos pela intercalaçãode nanopartículas de TiO2 e Fe-TiO2 nosespaços interlaminares de um mineralde argila esmectítica. Os novos materiaisforam preparados mediante a modificaçãosimultânea de dois minerais naturais:uma bentonita e uma ilmenita. Osmateriais obtidos foram caracterizadospor fluorescência de raios X (FRX),espectroscopia infra-vermelho (IR), difraçãode raios X (DRX), microscopia eletrônica devarredura (SEM) e sortometria de nitrogênio.Os resultados da análise química (FRX)confirmaram claramente a incorporação detitânio e de ferro nos materiais sintetizados.A análise por DRX, SEM e sortometriade nitrogênio verificaram a modificaçãodo mineral de argila por incorporação deespécies de dióxido de titânio, demonstrandoa geração de estruturas mesoporosasdelaminadas ou esfoliadas com incrementonos valores de área superficial e porosidade controlada.

Fotocatálise heterogênea de Enterococcus faecalis e Pseudomonas aeruginosa desencadeada pela ação da luz UV e branca em espátulas com revestimento de nanopartículas TiO2 e Ag / Heterogeneous photocatalysis of Enterococcus faecalis and Pseudomonas aeruginosa activated by the action of UV and visible light on dental instruments with TiO2 and Ag nanoparticles coating

Nanotecnologia, ciência do minúsculo, gera produtos capazes de manipular átomos e moléculas com aplicação no processo de esterilização de instrumentais odontológicos. Objetivo: Avaliar a ação autolimpante e esterilizante do processo de fotocatálise heterogênea desencadeado pela ação da luz UV e branca sobre o recobrimento de instrumentos odontológicos com nanopartículas de TiO2 e Ag. Material e método: Foram realizados testes bacteriológicos em espátulas odontológicas revestidas com nanopartículas de TiO2 e Ag (uma ou três camadas) e contaminadas com 10 mcrl dos microrganismos Enterococcus faecalis e Pseudomonas aeruginosa. Após contaminação, as espátulasforam expostas à luz UV e branca por 120 minutos, transferidas para tubos contendo meio BHI e incubadas a 35-37 °C. Foram feitas leituras em intervalos de 24, 48, 72 e 96 horas para verificação do crescimento das bactérias e testes de controle e recuperação. Resultado: A Pseudomonas aeruginosa foi inativada após exposição de 120 minutos à luz UV, indicando a ocorrência do processo de fotocatálise heterogênea no recobrimento de nanopartículas de TiO2 e Ag das espátulas. A Pseudomonas aeruginosa não foi inativada pela exposição à luz branca e o Enterococcus faecalis não foi inativado pela exposição à luz UV e à branca nas espátulas de cimento odontológico recobertas com nanopartículas de TiO2 e Ag, nas leituras de até 96 horas, ocorrendo o crescimento bacteriano. Conclusão: Não houve influência do revestimento das espátulas com uma ou três camadas de nanopartículas de TiO2 e Agnos resultados. A fotocatálise heterogênea da Pseudomonas aeruginosa foi confirmada pela exposição à luz UV da espátula com revestimento de TiO2 e Ag, mas não pela luz branca. A fotocatálise heterogênea do Enterococcus fecalis não foi confirmada tanto pela exposição do TiO2 e Ag à luz UV como à branca.

Nanotechnology, the science of minuscule, has developed products which are able t o manipulate atoms and molecules that could be applied in the sterilization process of dental instruments. Objetives: The objective of the present study was to evaluate the self-cleaning action of TiO2 and Ag nanoparticles coating on dental instruments by the photocataliys process under UV and visible light irradiation. Material and method: Microbiologic tests were done using dental cement spatulas coated with TiO2 and Ag nanoparticles (one or three layers), and contaminated with 10 mcrl of Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus faecalis, respectively. After contamination, they were exposed to ultraviolet light and visible light for 120 minutes. Next, they were transferred to and stored in test tubeswith BHI (Brain Heart Infusion) and incubated in 35 to 37 °C. Checking times for bacterial growth and for control and retrieval tests were done at: 24, 48, 72 and 96 hours. Result: The Pseudomonas aeruginosa was inactive after120 minutes of ultraviolet light irradiation, thus confirming the heterogeneous photocatalytic activity of TiO2 and Ag. The Pseudomonas aeruginosa was not inactivated under visible light irradiation and the Enterococcus faecalis was not inactivated under UV and visible light irradiation of the dental cement spatulas coated with TiO2 and Agnanoparticles in the readings to 96 hours, showing bacterial growth. Conclusion: There were no influence of one or three layers of TiO2 and Ag nanoparticles coating of the spatulas in the results. The heterogeneous photocatalysis activity of TiO2 and Ag under UV light irradiation was confirmed for Pseudomonas aeruginosa but not under visible light. Enterococcus faecalis did not confirmed the photocatalytics activity of TiO2 and Ag under UV light irradiation and visible lights irradiation.