This thesis reports two manuscripts with the aim of evaluating the antibacterial and anticaries effects of different experimental formulations of artificial saliva containing CaneCPI-5 and/or hemoglobin as well as the commercial salivary substitute BioXtra, using a microcosm biofilm model on enamel, through the acquired enamel pellicle (AEP) engineering concept. The first study assessed the antibacterial and anticaries effects of experimental formulations of artificial saliva containing CaneCPI-5, hemoglobin, or a combination of both proteins, as well as the commercial salivary substitute BioXtra, on the microcosm biofilm formed on irradiated bovine enamel from the saliva of head and neck cancer (HNC) patients undergoing radiotherapy. The second study evaluated the antibacterial, anti-biofilm, and anticaries effects of BioXtra on the microcosm biofilm formed on non-irradiated and irradiated bovine enamel, using saliva from healthy volunteers (control group) or irradiated HNC patients (HNC group). The microcosm biofilm was produced on irradiated (70 Gy) or non-irradiated bovine enamel from human saliva (irradiated HNC patients with hyposalivation or healthy participants with normal salivary flow) mixed with McBain saliva, under exposure to 0.2% sucrose, and submitted to treatments daily (1 min) for 5 days. Bacterial metabolic activity (resazurin), biofilm viability (colony-forming units count CFU, and confocal microscopy), and enamel demineralization (transverse microradiography, TMR) were determined. Data were statistically compared using ANOVA/Tukey and Kruskal- Wallis/Dunn (p < 0.05). In the first study, no significant effects were observed for the different experimental treatments for any of the evaluated parameters. BioXtra® (BXT) significantly reduced the counts of lactobacilli, demonstrating antibacterial potential only for this group. Chlorhexidine (CHX) was an effective treatment, significantly reducing all parameters, serving as an important antimicrobial and anticaries agent. In the second study, BXT significantly reduced the bacterial metabolic activity for both enamel types and both inoculum sources, being more effective for irradiated enamel and saliva from the control group. Similarly, BXT significantly reduced biofilm viability, CFU for total microorganisms, mutans streptococci, and lactobacilli, and was able to significantly reduce mineral loss and lesion depth compared to the negative control. CHX treatment was effective in significantly reducing all parameters, performing better than BXT and reinforcing its efficiency as a reliable positive control. Therefore, BioXtra® exhibited antibacterial, anti-biofilm, and anti-caries effects in this model, and its use is recommended as a commercial positive control for evaluating experimental artificial salivas for HNC undergoing radiotherapy patients. Due to the lack of efficacy, future in vitro studies should be conducted using a new approach to design experimental formulations.

Esta tese relata dois manuscritos com o objetivo de avaliar os efeitos antibacteriano e anticárie de diferentes formulações experimentais de saliva artificial contendo CaneCPI-5 e/ou hemoglobina, bem como do substituto salivar comercial BioXtra utilizando um modelo de biofilme microcosmo em esmalte, por meio do conceito de engenharia de película adquirida do esmalte (PAE). O primeiro estudo avaliou os efeitos antibacteriano e anticárie de formulações experimentais de saliva artificial contendo CaneCPI-5, hemoglobina ou a combinação de ambas as proteínas bem como do substituto salivar comercial BioXtra no biofilme microcosmo formado em esmalte bovino irradiado, a partir da saliva de pacientes com câncer de cabeça e pescoço (CCP) submetidos à radioterapia. O segundo estudo avaliou os efeitos antibacteriano, anti-biofilme e anticárie do BioXtra® no biofilme microcosmo formado em esmalte bovino não irradiado e irradiado, a partir da saliva de voluntários saudáveis (grupo controle) e pacientes com CCP irradiados (grupo CCP). O biofilme microcosmo foi produzido no esmalte bovino irradiado (70 Gy) ou não irradiado a partir de saliva humana (pacientes irradiados com CCP e hipossalivação ou participantes saudáveis com fluxo salivar normal) misturada com saliva McBain, sob exposição à sacarose a 0,2%, e submetido diariamente aos tratamentos (1 min) por 5 dias. A atividade metabólica bacteriana (resazurina), a viabilidade do biofilme (contagem das unidades formadoras de colônias UFCs e microscopia confocal) e a desmineralização do esmalte (microradiografia transversal, TMR) foram determinadas. Os dados foram comparados estatisticamente por ANOVA/Tukey e Kruskal-Wallis/Dunn (p < 0,05). No primeiro estudo não foram observados efeitos significativos para os diferentes tratamentos experimentais para nenhum dos parâmetros avaliados. O BioXtra® (BXT) reduziu significativamente a contagem de lactobacilos, demonstrando potencial antibacteriano apenas para este grupo. A clorexidina (CHX) foi um tratamento eficaz para reduzir significativamente todos os parâmetros, sendo um importante agente antimicrobiano e anticárie. No segundo trabalho, o BXT reduziu significativamente a atividade metabólica bacteriana tanto para ambos os tipos de esmalte quanto para ambas as fontes de inóculo, sendo mais eficaz para o esmalte irradiado e para a saliva do grupo controle. Da mesma forma, o BXT reduziu significativamente a viabilidade do biofilme, as UFCs para microrganismos totais, estreptococos mutans e lactobacilos, e foi capaz de reduzir significativamente a perda mineral e a profundidade da lesão em comparação ao controle negativo. O tratamento CHX foi eficaz para reduzir significativamente todos os parâmetros, apresentando melhor desempenho que o BXT e reforçando sua eficiência como um controle positivo confiável. Portanto, o BioXtra® apresentou efeitos antibacteriano, anti-biofilme e anticárie sob este modelo, sendo recomendado o seu uso como controle comercial para a avaliação de salivas artificiais experimentais para pacientes irradiados com CCP. Devido à falta de eficácia, futuros estudos in vitro devem ser conduzidos utilizando uma nova abordagem para o desenho das formulações experimentais.