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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Erika Reiko Hashimoto Kawakita
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2017
Supervisor
Committee
Garbellini, Carolina Patricia Aires (President)
Furtado, Niege Araçari Jacometti Cardoso
Pedrazzi, Vinicius
Ricomini Filho, Antonio Pedro
Title in Portuguese
Efeito de dispersão e micropartículas de quitosana em células planctônicas e biofilme de Streptococcus mutans
Keywords in Portuguese
Biofilme
Dispersão
Micropartículas
Quitosana
Streptococcus mutans
Abstract in Portuguese
A quitosana é um produto natural que apresenta propriedades antimicrobianas ainda não totalmente elucidadas, principalmente em biofilmes cariogênicos. Em acréscimo, tem sido sugerido que a forma de apresentação da molécula pode alterar seus efeitos biológicos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da dispersão e de micropartículas de quitosana em células planctônicas e em biofilmes de Streptococcus mutans. Dispersões de quitosana de médio peso molecular foram preparadas em ácido acético 0,1 M e caracterizadas parcialmente quanto ao seu perfil de textura (consistência, coesividade e adesividade) a 25 ºC e 37 °C. As micropartículas de quitosana foram preparadas por secagem da dispersão 2 % em spray dryer e caracterizadas quanto ao seu tamanho, potencial zeta, morfologia externa e teor de umidade. A atividade em células planctônicas de ambas as formas foi avaliada pela concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM) (n=3). Em seguida, as duas formas de quitosana foram avaliadas quanto ao seu efeito em biofilmes de 5 dias de S. mutans, os quais foram formados em lamínulas de vidro utilizando-se banhos de sacarose 8x/dia. No terceiro dia de formação, os biofilmes foram expostos por 1 minuto à dispersão ou suspensão de micropartículas de quitosana a 0,25 % e a 1 % (n=4). Clorexidina e solução salina foram utilizados como controles positivo e negativo, respectivamente. Solução de etanol em tampão fosfato foi utilizado como controle de veículo no experimento com as micropartículas. A viabilidade celular e a acidogenicidade dos biofilmes foram determinadas. Após análise estatística, os resultados mostraram que o perfil de textura da dispersão não foi influenciado pela temperatura da análise; a coesividade e a adesividade da dispersão foram diretamente proporcionais à concentração. As micropartículas apresentaram pequena distribuição de tamanho e potencial zeta positivo. Os valores de CIM da dispersão e das micropartículas de quitosana foram de 0,00052 % e 0,00131 %, respectivamente. A CBM apresentou o mesmo valor que a CIM para ambas as formas de quitosana. A dispersão de quitosana apresentou menor efeito na acidogenicidade dos biofilmes se comparadas às micropartículas, principalmente na concentração de 1 %. Após o tratamento com a dispersão, a viabilidade dos biofilmes diminuiu de forma concentração dependente. Já as micropartículas a 0,25 % não apresentaram ação antimicrobiana em relação ao controle, mas o efeito das micropartículas a 1% foi superior ao da dispersão na mesma concentração. Embora ambas as formas de apresentação de quitosana tenham apresentado efeitos sobre células livres e biofilmes de S. mutans, os resultados sugerem que as micropartículas a 1% podem alterar significativamente a viabilidade e a acidogenicidade de biofilmes cariogênicos, podendo ser consideradas para futuras aplicações na Odontologia
Title in English
Effect of chitosan dispersion and microparticles on Streptococcus mutans planktonic cells and biofilm
Keywords in English
Biofilm
Chitosan
Dispersion
Microparticles
Streptococcus mutans
Abstract in English
Chitosan is a natural product with antimicrobial property not fully elucidated, especially on cariogenic biofilms. Furthermore, the physical form of chitosan is suggested to influence its biological effects. The aim of the study is to evaluate the effect of chitosan in the form of dispersion and microparticles against Streptococcus mutans planktonic cells and biofilms. Chitosan medium molecular weight dispersions (0.25 % and 1 %) were prepared in 0.1 M acetic acid and partially characterized by its texture profile (consistency, cohesiveness and adhesiveness) at 25 °C and 37 °C. Microparticles were prepared by spray drying 2 % dispersion and partially characterized by particle size, zeta potential, external morphology and moisture content. Antimicrobial activity of both forms was evaluated on planktonic cells by the determination of minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC). Then, activity of both forms was evaluated on S. mutans biofilms grown for 5 days, formed on glass slides and exposed to sucrose 8x/day. On the third day of formation, biofilms were exposed for 1 min to 0.25 % and 1 % chitosan dispersions or microparticles suspension (n=4). Chlorhexidine and saline solution were used as positive and negative controls, respectively. Ethanol solution in phosphate buffer was used as vehicle control in microparticles assay. Biofilm cellular viability and acidogenicity were determined. After statistical analysis, results showed that dispersion texture was not influenced by temperature; cohesiveness and adhesiveness were directly proportional to concentration. Microparticles were spherical, with narrow size distribution and high positive zeta potential. On the antimicrobial activity evaluation, dispersion and microparticles MICs were 0.00052 % and 0.00131 %, respectively. MBC values were equal to MIC for both forms. Chitosan dispersion had lower effect on biofilm acidogenicity compared to microparticles, especially at 1 % concentration. Dispersion treatment reduced biofilm viability in concentration- dependent form. Microparticles at 0.25 % did not have antimicrobial action; in contrast to microparticles at 1 %, viability decreased more than the dispersion at same concentration. Despite both forms having effect on S. mutans planktonic cells and biofilms, results suggest that 1 % microparticles could significantly change cariogenic biofilm cellular viability and acidogenicity, so it could be considered for future applications in Dentistry
 
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Release Date
2019-11-23
Publishing Date
2017-11-28
 
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