Gümüş nanopartikülü ilave edilmiş kanal içi medikamentlerin çok türlü biyofilm üzerine antibakteriyel etkinliklerinin karşılaştırılması- ex vivo çalışma

Abstract

Amaç: Kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) veya klorheksidin jel (CHX) ile karıştırılmış gümüş nanopartiküllerin (AgNP) kök kanal dentini üzerindeki çok türlü biyofilm üzerine antibakteriyel etkisini konfokal lazer taramalı mikroskop (KLTM) ve kültür yöntemleri ile araştırmak.Yöntemler: Dentin blokları Enterococcus faecalis, Streptococcus mutans, Lactobacillus acidophilus ve Actinomyces naeslundii den oluşan bakteriyel süspansiyonun dentin tübüllerine santrifüjlenmesi yoluyla inokule edildi. Bir haftalık inkübasyon süresi sonunda 50 enfekte dentin bloğu uygulanacak medikamentlere göre: salin solüsyonu (SS), Ca(OH)2 (Ultracal XS Ultradent), Ca(OH)2+AgNP (Nanografi) (1:1), 2% CHX jel (Gluco-Chex Cerkamed) ve 2% CHX jel+AgNP (1:1) ve uygulama süresine göre: 1 ve 7 gün olarak rastgele ayrıldı (n=5). Kök kanalı yüzeyinde bakteri miktarını ölçmek için medikament uygulaması öncesi ve sonrasında bakteri örnekleri steril kağıt konlar ile toplandı. Biyofilm eliminasyonu Live / Dead BacLight Bakteriyel Canlılık Kiti boyası ve KLTM ile kantitatif olarak analiz edildi. Tüm görüntüler, canlı bakterilerin yüzdesini ölçmek için ImageJ yazılımı kullanılarak incelendi ve veriler Kruskal-Wallis ve Dunn hoc post testleriyle (α = 0.05) istatistiksel olarak analiz edildi. Bakteriyel azalma faktoriyel düzlemde Varyans Analizi (ANOVA) ve Tukey testleri kullanılarak hesaplandı ve analiz edildi (α = 0.05).Bulgular: 1 haftalık inkübasyon süresi sonunda dentin bloklarında oluşan yoğun çok türlü biyofilm, taramalı elektron mikroskobu ile görüntülendi. Kültür sonuçları; AgNP'nin CHX veya Ca(OH)2 'e eklenmesinin, her iki medikamentin de bakteriyel azalma (P> 0,05 ve P <0,05) açısından etkinliğini her iki uygulama süresinde de (1 ve 7 gün) arttırdığını ortaya koydu. KLTM görüntüleri, AgNP'nin CHX ile karışımının, kök kanalı yüzeylerinde 1 ve 7 günlük uygulama periyodlarında, diğer tüm medikamentlerle karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha fazla bakteri öldürdüğünü ortaya koydu. 1 günlük uygulama süresi sonunda AgNP ile karıştırılan CHX veya Ca(OH)2 'nin etkinliği, tek başına kullanılan CHX veya Ca(OH)2'den üstündü (P <0.05). 7 günlük uygulama süresi sonunda bakteriyel canlılık; CHX+AgNP ≤ CHX ≤ Ca(OH)2+AgNP < Ca(OH)2 < SS sırasıyla gerçekleşti. Sonuç: Gümüş nanopartiküllerinin kalsiyum hidroksit veya klorheksidin jel ile karıştırılarak kullanılması, medikamentlerin çok türlü biyofilm üzerindeki antibakteriyel etkinliğini arttırdı. AgNP ve CHX karışımı, özellikle kısa süreli uygulamalarda en etkili medikament oldu.

Aim: To investigate the antibacterial effect of silver nanoparticles (AgNP) mixed with calcium hydroxide (Ca(OH)2) or chlorhexidine gel (CHX) against a multispecies biofilm on root canal dentin, by confocal laser scanning microscopy (CLSM) and culture-based analysis.Methodology: Dentin blocks were inoculated with Enterococcus faecalis, Streptococcus mutans, Lactobacillus acidophilus and Actinomyces naeslundii by centrifugation of the bacterial suspension into the dentinal tubules. After one week of cultivation, fifty infected dentin blocks were randomly divided into groups according to medication; saline solution (SS), Ca(OH)2 (Ultracal XS Ultradent), Ca(OH)2+AgNP (Nanografi) (1:1), 2% CHX gel (Gluco-Chex Cerkamed) and 2% CHX gel+AgNP (1:1) and time of application: 1 and 7 days (all groups, n=5). Samples for bacterial culture were collected with sterile paper points before and after medication to quantify the bacterial load. Biofilm elimination was quantitatively analysed by Live/Dead BacLight Bacterial Viability staining and CLSM. All images were processed using ImageJ software to measure the percentage of viable bacteria and the data were analysed statistically by the Kruskal-Wallis and Dunn post hoc tests (α=0.05). The bacterial reduction was calculated and analysed statistically using the factorial Analysis of Variance (ANOVA) and Tukey tests (α=0.05).Results: Scanning electron microscope revealed a dense multispecies biofilm on dentin blocks after 1 week of cultivation. Culture-based analysis revealed that the addition of AgNP to CHX and Ca(OH)2 increased the effectiveness of both medicaments in terms of bacterial reduction (P>0,05 and P<0,05, respectively) in both application times (1 and 7 day). The CLSM images revealed that mixture of AgNP with CHX killed significantly more bacteria on the root canal surfaces when compared with all other medicaments at 1 and 7 day application periods. The efficacy of CHX or Ca(OH)2 mixed with AgNP was superior to CHX or Ca(OH)2 used alone in 1 day of application (P<0.05). A significant decrease in bacterial viability occurred in the following order: CHX+AgNP≤CHX≤Ca(OH)2+AgNP<Ca(OH)2<SS in 7 day of application. Conclusions: The use of silver nanoparticles as a mixture with calcium hydroxide or chlorhexidine gel increased the medicaments' antibacterial effectiveness on multispecies biofilms. The mixture of AgNP and CHX is the most effective medicament especially in short term applications.