Evaluation of two non-conventional antimicrobial therapies against 'Streptococcus mutans'

Autor: Gabriel Nima
Přispěvatelé: Giannini, Marcelo, 1969, Huhtala, Maria Filomena Rocha Lima, Oliveira, Ana Paula Ayres, Casarin, Renato Corrêa Viana, Steiner-Oliveira, Carolina, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Programa de Pós-Graduação em Materiais Dentários, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Gabriel Nima
Popis: Orientador: Marcelo Giannini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: O objetivo deste estudo foi investigar a eficácia antimicrobiana de duas terapias alternativas contra "Streptococcus mutans". Para isso, foram utilizados os tratamentos experimentais com plasma não térmico à pressão atmosférica (NTAP) com argônio e a inativação fotodinâmica (PDI) mediada por curcumina e EDTA, ativados com uma fonte de luz LED azul (385 - 515 nm). Para a avaliação do NTAP, discos de resina (7 mm de diâmetro e 0.8 mm de espessura) foram confeccionados, polimerizados, polidos e esterilizados. Biofilme da cepa bioluminescente de "S. mutans" (JM10) foi cultivado sobre os discos de resina usando meio THY (0.65x) com 0.1% de sacarose em condições de microaerofilia (37°C, 24 h). Os discos foram divididos em 7 grupos: controle de crescimento (G1), clorexidina (G2), argônio por 150 s (G3), tratamento com NTAP por 30 s (G4), por 90 s (G5), por 120 s (G6) e NTAP por 150 s (G7). O NTAP foi aplicado usando um dispositivo de jato de plasma. Os biofilmes foram analisados através da contagem de unidades formadoras de colônias (CFU), ensaio de bioluminescência (BL), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e reação em cadeia da polimerase (PCR). Para a avaliação da PDI, a atividade antibacteriana da curcumina e EDTA foi avaliada pela concentração inibitória mínima (MIC) e concentração bactericida mínima (MBC). O efeito sinérgico da combinação curcumina/EDTA foi investigado pelo índice de concentração inibitória fracionado (FICI). Culturas planctonicas de "S. mutans" (UA159) incubadas a 37°C por 18 h em condições de microaerofilia foram uilizadas para avaliar o efeito da combinação de 0,4% EDTA e curcumina (50 µM e 500 µM) com e sem fotoativação com luz azul. Clorexidina (0,2%) foi utilizada como controle positivo. As suspensões planctônicas foram analisadas através de CFU, microscopia confocal (CLSM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e PCR. Os biofilmes tratados com NTAP mostraram uma redução significativa das CFU quando comparados com G3 e G1. Os valores de BL indicaram que os tratamentos com nos grupos G5-G7 reduziram significativamente a atividade metabólica do "S. mutans" quando comparados com G1, G3 e G4. O grupo G2 apresentou as menores médias de CFU e BL. A análise de SEM apresentou mudanças morfológicas significativas no biofilme tratado com NTAP. A PCR indicou danos à estrutura do DNA após o tratamento com NTAP. Curcumina e EDTA apresentaram valores MIC de 5 mM e 0,125%, respectivamente. A combinação curcumina/EDTA resultou em uma interação antibacteriana sinérgica. Todas as combinações com curcumina e luz azul resultaram em uma completa inativação do "S. mutans". As imagens de CLSM confirmaram esses resultados e as imagens de TEM mostraram alterações morfológicas significativas. Entretanto, não foram detectados danos na estrutura do DNA por PCR. Conclui-se que os tratamentos com NTAP e PDI mediada por curcumina/EDTA foram eficazes na inativação de "S. mutans" Abstract: The purpose of this study was to evaluate the efficiency of two alternative therapies for disinfection of "Streptococcus mutans". The experimental treatments were Non-Thermal Atmospheric Plasma (NTAP) and curcumin and EDTA mediated Photodynamic Inactivation using a blue LED light source. For NTAP, composite discs (7 mm diameter, 0.8 mm thick) were fabricated and sterilized, and a biofilm from a bioluminescent "S. mutans" strain (JM10) was allowed to grow on the surface of the discs using THY medium (0.65x) supplemented with 0.1% sucrose in microaerophilic condition (37°C, 24h). Discs were separated in 7 groups according to the applied treatment: Growth control (G1), Chlorhexidine (2% - G2), Argon for 150 s (G3), treatment with NTAP for 30 s (G4), 90 s (G5), 120 s (G6) and 150 s (G7) using a plasma jet device. Biofilms were analyzed by colony forming units (CFU), bioluminescence assay (BL), scanning electronic microscopy (SEM) and polymerase chain reaction (PCR). For PDI evaluation, antibacterial activity of curcumin with EDTA was evaluated by minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC). The synergic effect of the curcumin/EDTA mixture was confirmed by inhibitory fraction concentration index (FICI). Cultures of "S. mutans" (UA159) were incubated at 37°C for 18 h in microaerophilic conditions to evaluate the effect of the combination of 0,4% EDTA with 50 µM and 500 µM curcumin, with and without exposure to blue light. The positive control group was 0,2% chlorhexidine. Planktonic suspensions were analyzed by CFU, confocal laser scanning microscopy (CLSM), transmission electronic microscopy (TEM) and PCR. The results showed that NTAP treated biofilms had a significant reduction in CFU compared to ARG and CO groups. The BL results indicated that NTAP treatment for G4 ¿ G7 significantly reduced the metabolic activity, compared to G1, G3 and G4. However, the lowest mean CFU and BLA were observed in G2. Significant morphological alterations were observed with SEM in the NTAP treated biofilm. Analysis with PCR indicated damage to the DNA structure after NTAP treatment. Curcumin with EDTA had MIC values of 5 mM and 0,125% respectively, while the combination of both resulted in synergic antibacterial interaction. All the blue light activated curcumin combinations resulted in complete inactivation of "S. mutans". Results were confirmed by CLSM while TEM demonstrated significant morphological alterations. Nonetheless, no damage to DNA structure was detected by PCR. Treatment with NTAP and curcumin/EDTA mediated PDI were efficient to inactivate "S. mutans" Doutorado Materiais Dentários Doutor em Materiais Dentários CAPES 878/2018; 88881.188621/2018-01
Databáze: OpenAIRE
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