Efeito antibiofilme de um novo nanocarreador dual de miconazol e cloreto de cetilpiridínio

Os objetivos desse estudo foram desenvolver um novo nanocarreador dual baseado na incorporação simultânea de miconazol (MCZ) e cloreto de cetilpiridínio (CPC) em um sistema core-shell constituído por nanopartículas de óxido de ferro (IONPs) revestidas por quitosana (CS), realizar sua caracterização físico-química e avaliar seus efeitos sobre biofilmes microcosmos de estomatite protética. O nanocarreador dual IONPs-CS-MCZ-CPC foi obtido pela mistura de uma suspensão coloidal de IONPs com CS previamente dissolvida em ácido acético, seguida da incorporação de 500 μg/mL de MCZ e CPC. A caracterização foi realizada por microscopia eletrônica de transmissão, espalhamento dinâmico de luz, potencial zeta, difratometria de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e análise termogravimétrica. Cinco indivíduos com estomatite protética doaram saliva, e os isolados clínicos de Candida no estado planctônico foram submetidos à determinação da concentração inibitória mínima do nanocarreador. O pool de saliva desses pacientes foi utilizado para formar biofilmes microcosmos (72 h) sobre espécimes de resina acrílica em um modelo de adesão ativa. Após, os biofilmes foram tratados (24 h) com diferentes suspensões do nanocarreador dual, contendo MCZ e CPC nas concentrações de 7,8, 19,5 ou 39 μg/mL (IONPs-CS-MCZ39-CPC39). IONPs, CS e a combinação de MCZ com CPC não carreados também foram avaliados, enquanto biofilmes não tratados constituíram o controle negativo. Os parâmetros analisados incluíram biomassa total, atividade metabólica e contagem de unidades formadoras de colônias (UFCs), além das análises por microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal de varredura a laser. Os dados foram analisados por ANOVA a um critério ou teste de Kruskal-Wallis, seguidos do teste post hoc de Student-Newman-Keuls (n = 9; α = 0,05). O nanocarreador obtido apresentou morfologia global esférica, semelhante a nanoflower, com diâmetro médio de 52,35 ± 23,18 nm, índice de polidispersividade de 0,49 ± 0,005 e potencial zeta de +30,70 ± 3,99 mV. O nanocarreador manteve a estrutura cristalina das IONPs isoladas e exibiu estabilidade térmica até aproximadamente 100 °C. O nanocarreador demonstrou efeito antifúngico predominantemente sinérgico sobre células planctônicas de Candida. Nos ensaios de biofilme, não houve redução significativa da biomassa total ou da espessura. Entretanto, a formulação IONPs-CS-MCZ39-CPC39 promoveu redução de 93,2% na atividade metabólica, além de diminuir significativamente as UFCs e aumentar a proporção de células mortas, superando os fármacos não carreados. A análise ultraestrutural revelou biofilmes complexos formados por hifas, leveduras e bactérias. Conclui-se que o nanocarreador dual foi eficientemente obtido e apresenta potencial antifúngico e antibiofilme relevante para o manejo da estomatite protética.

Resumo (inglês)

The objectives of this study were to develop a novel dual nanocarrier based on the simultaneous incorporation of miconazole (MCZ) and cetylpyridinium chloride (CPC) in a core-shell system consisting of chitosan (CS)-coated iron oxide nanoparticles (IONPs), to perform its physicochemical characterization, and to evaluate its effects on microcosm biofilms of denture stomatitis. The dual nanocarrier IONPs-CS-MCZ-CPC was obtained by mixing a colloidal suspension of IONPs with CS previously dissolved in acetic acid, followed by the incorporation of 500 μg/mL of MCZ and CPC. Characterization was performed by transmission electron microscopy, dynamic light scattering, zeta potential, X-ray diffractometry, Fourier transform infrared spectroscopy, and thermogravimetric analysis. Five individuals with denture stomatitis donated saliva, and clinical isolates of Candida in the planktonic state were subjected to determination of the minimum inhibitory concentration of the nanocarrier. The saliva pool from these patients was used to form microcosm biofilms (72 h) on acrylic resin specimens in an active adhesion model. Subsequently, the biofilms were treated (24 h) with different suspensions of the dual nanocarrier, containing MCZ and CPC at concentrations of 7.8, 19.5, or 39 μg/mL (IONPs-CS-MCZ39-CPC39). Uncarried IONPs, CS, and the combination of MCZ with CPC were also evaluated, while untreated biofilms constituted the negative control. The parameters analyzed included total biomass, metabolic activity, and colony-forming unit (CFU) count, in addition to analyses by scanning electron microscopy and confocal laser scanning microscopy. The data were analyzed by one-way ANOVA or Kruskal-Wallis test, followed by the Student-Newman-Keuls post-hoc test (n = 9; α = 0.05). The obtained nanocarrier presented a globally spherical morphology, similar to a nanoflower, with an average diameter of 52.35 ± 23.18 nm, a polydispersity index of 0.49 ± 0.005, and a zeta potential of +30.70 ± 3.99 mV. The nanocarrier maintained the crystalline structure of the isolated IONPs and exhibited thermal stability up to approximately 100 °C. The nanocarrier demonstrated a predominantly synergistic antifungal effect on planktonic Candida cells. In biofilm assays, there was no significant reduction in total biomass or thickness. However, the IONPs-CS-MCZ39-CPC39 promoted a 93.2% reduction in metabolic activity, in addition to significantly decreasing CFUs and increasing the proportion of dead cells, surpassing the uncarried drugs. Ultrastructural analysis revealed complex biofilms formed by hyphae, yeasts, and bacteria. It is concluded that the dual nanocarrier was efficiently obtained and presents relevant antifungal and antibiofilm potential for the management of denture stomatitis.

Palavras-chave

Biofilmes, Candidíase bucal, Quitosana, Biofilms

Idioma

Português

Citação

Roseno, ACB. Efeito antibiofilme de um novo nanocarreador dual de miconazol e cloreto de cetilpiridínio. 2026. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Odontologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Araçatuba, 2026.