Actividad antibacteriana y biocompatibilidad de nanopartículas funcionalizadas como desinfección en neoterapias endodónticas.

Abstract

Introducción: En endodoncia, existen múltiples infecciones de origen bacteriano, que provocan una enfermedad común conocida como periodontitis apical. Por consiguiente, el objetivo principal de los tratamientos en endodoncia es tratar o prevenir el desarrollo de lesiones perirradiculares asociadas a esta enfermedad, mediante la erradicación del componente bacteriano durante la preparación quimio-mecánica. Sin embargo, la tasa de éxito de dientes con estas lesiones alcanza un 85%, disminuyendo a un 68% en los retratamientos. En consecuencia, existe una búsqueda constante de nuevos materiales que puedan contribuir a mejorar la tasa de éxito de la terapia endodóntica. Desde esta perspectiva, basándonos en las beneficiosas propiedades y características antibacterianas y de biocompatibilidad de las nanopartículas metálicas, estas pueden ser una alternativa o coadyuvante a los protocolos actuales como nuevas terapias de desinfección. Objetivo: El objetivo de este estudio fue evaluar la actividad antibacteriana y la biocompatibilidad de nanogeles nanoestructurados de cobre y plata combinados con una matriz polimérica de PVA/PVP. Metodología: En primer lugar, se realizó un screening de la actividad antibacteriana de los nanogeles mediante la determinación de la cinética de muerte por el test de contacto directo frente a Enterococcus faecalis, seleccionando los nanogeles con mayor actividad antibacteriana. En segundo lugar, utilizando un modelo de diente ex vivo con una biopelícula bacteriana multiespecie madura de 21 días, se cuantificó la viabilidad bacteriana postratamiento de los nanogeles por medio de microscopia confocal; además, mediante, el uso de células humanas del ligamento periodontal y de la plataforma de célula viva en tiempo real IncuCyte S3 fue posible evaluar la biocompatibilidad de los nanogeles. Resultados y Conclusión: Este es el primer reporte en el cual se evalúan nanopartículas de cobre y plata estabilizadas con matrices poliméricas de PVA/PVP (nanogeles) en biopelículas bacterianas endodónticas multiespecies y la citotoxicidad empleando la plataforma de célula viva en tiempo real IncuCyte S3. Dentro de los resultados obtenidos en este estudio con relación a la actividad antibacteriana y la citotoxicidad de los nanogeles testeados, evidenciaron que el tiempo de utilización óptimo de estos nanomateriales frente a una biopelícula bacteriana endodóntica multiespecie, es a las 168 h. Asimismo, a medida aumentan los tiempos de acción frente a las células humanas del ligamento periodontal disminuye la citotoxicidad de los nanogeles, proporcionando un material alternativo al hidróxido de calcio durante la medicación en los tratamientos de conductos.

Introduction: In endodontics, multiple bacterial infections cause a common disease known as apical periodontitis. Therefore, the main objective of endodontic treatments is to treat or prevent the development of periradicular lesions associated with this disease, by eradicating the bacterial component during chemomechanical preparation. However, the success rate of teeth with these lesions reaches 85%, decreasing to 68% in retreatments. Consequently, there is a constant search for new materials that can contribute to improving the success rate of endodontic therapy. From this perspective, based on the beneficial properties and antibacterial characteristics and biocompatibility of metallic nanoparticles, they can be an alternative or coadjutant to current protocols as a new disinfection therapies.. Aim: The objective of this study was to evaluate the antibacterial activity and biocompatibility of copper and silver nanostructured nanogels combined with a PVA/PVP polymeric matrix. Methodology: First, a screening of the antibacterial activity of nanogels was carried out by determining the death kinetics by the direct contact test against Enterococcus faecalis, selecting the nanogels with the highest antibacterial activity. Second, using an ex vivo tooth model with a mature 21-day multispecies bacterial biofilm, bacterial viability after nanogel treatment was quantified using confocal microscopy; additionally, the biocompatibility of the nanogels was evaluated using human periodontal ligament cells and the real-time IncuCyte S3 platform. Results and Conclusion: This is the first report in which copper and silver nanoparticles stabilized with PVA/PVP polymeric matrices (nanogels) are evaluated in multispecies endodontic bacterial biofilms and cytotoxicity using the real-time IncuCyte platform. Among the results obtained in this study regarding the antibacterial activity and cytotoxicity of the tested nanogels, they showed that the optimal utilization time of these nanomaterials against a multispecies endodontic bacterial biofilm is 168 h. Likewise, as the action times against human periodontal ligament cells increase, the cytotoxicity of nanogels decreases, providing an alternative material to calcium hydroxide during canal treatment medication.