Avaliação da atividade antimicrobiana dos efeitos combinados e antibiofilme dos extratos de Cinnamomum verum e Psidium guajava como soluções irrigadoras sobre biofilme endodôntico em canais radiculares [in vitro e modelo ex vivo]

Abstract

Enterococcus faecalis is typically associated with endodontic treatment failure due to its resistance to the preparation and disinfection protocol used during endodontic treatment, increasing the resistance of these microorganisms to antimicrobials and persisting or reinfecting the root canal system. The development of more natural and sustainable therapeutic solutions for the treatment of endodontic infections is especially relevant. This study aimed to: I) produce and phytochemically evaluate extracts of Psidium guajava L. (guava) and Cinnamomum verum (cinnamon); II) determine the synergistic action of Psidium guajava L. and Cinnamomum verum extracts; III) evaluate the antimicrobial and antibiofilm action against a clinical strain of E. faecalis, comparing them with 2.5% sodium hypochlorite (NaOCl); IV) To evaluate the antibiofilm action against a clinical strain of E. faecalis in a model of single-rooted human teeth. Extracts were prepared, their antioxidant activity evaluated, and their flavonoid and phenol contents determined. Antimicrobial activity was analyzed by the broth microdilution test (CLSI M100-S15) to determine the minimum microbicidal concentration (MMC). The most effective MMC concentrations were analyzed in monotypic biofilms formed over 48 hours and placed in contact for 20 minutes. Viability was quantified by the colorimetric MTT test and colony-forming unit (CFU/ml) count. To evaluate the antimicrobial action in single-root dentin models, 60 single-root human teeth were used. Their crowns were removed and standardized to a size of 15 mm. They were then sterilized by cobalt-60 gamma radiation. Only then was a clinical strain of E. faecalis inoculated into the root canals. After 21 days for biofilm formation, the teeth were separated into five groups (n = 12) according to the irrigating solution: G1) Pyrogenic water; G2) 2.5% NaOCl solution; G3) Combination of cinnamon and guava extracts; G4): isolated cinnamon extract; G5): isolated guava extract and the canal content was collected to confirm microbial contamination. Afterwards, they were instrumented with Reciproc R40 system files and irrigated, and then the second collection of the root canal content was performed: S2: immediately after biomechanical preparation (PBM), to evaluate the antimicrobial efficacy of the irrigating agents. Two teeth from each group were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) to assess contamination. Data were analyzed by one-way ANOVA and Tukey or Kruskal-Wallis and Dunn tests, considering the significance level (p<0.05), according to the normality test. Cinnamon and guava extracts showed bactericidal action against the clinical strain of E. faecalis; when combined, the extracts presented additive and indifferent associations. For biofilm inhibition, the extracts showed a similar reduction to the control group with 2.5% NaOCl. In ex vivo models, instrumentation and irrigation with pure plant extracts reduced the biofilm formed by 100% (p<0.05), and the performance was statistically similar to that of 2.5% NaOCl. In conclusion, cinnamon and guava extracts, in isolation, showed antimicrobial and antibiofilm activity against clinical strains of E. faecalis during biomechanical preparation. Therefore, plant extracts hold promise for future irrigant formulations in endodontics

Enterococcus faecalis está normalmente associado ao insucesso do tratamento endodôntico devido a sua resistência ao protocolo de preparo e desinfecção usado durante o tratamento endodôntico, aumentando a resistência desses microrganismos a antimicrobianos e persistindo ou reinfectando o sistema de canais radiculares. O desenvolvimento de soluções terapêuticas mais naturais e sustentáveis para o tratamento de infecções endodônticas é especialmente relevante. Esse trabalho teve como objetivo: I) produzir e avaliar fitoquimicamente os extratos de Psidium guajava L. (goiabeira) e Cinnamomum verum (Canela); II) Determinar ação sinérgica dos extratos de Psidium guajava L. e Cinnamomum verum; III) Avaliar a ação antimicrobiana e antibiofilme sobre cepa clínica de E. faecalis, comparando com hipoclorito de sódio 2,5% (NaOCl); IV) Avaliar ação antibiofilme contra cepa clínica de E. faecalis em modelo de dentes humanos unirradiculares. Para tanto, os extratos foram preparados, a ação antioxidante foi avaliada e o teor de flavonoides e fenóis determinados. A atividade antimicrobiana foi analisada pelo teste de microdiluição em caldo (CLSI M100-S15) para determinar concentração microbicida mínima (CMM). As concentrações mais efetivas na CMM foram analisadas em biofilmes monotípicos formados por 48 horas que foram colocados em contato pelo tempo de 20 minutos e quantificada a viabilidade pelo teste colorimétrico de MTT e pela contagem de unidade formadora de colônias (UFC/ml). Para avaliar a ação antimicrobiana em modelos unirradiculares de dentina, foram utilizados 60 dentes humanos unirradiculares, que tiveram suas coroas removidas, padronizadas no tamanho de 15mm, em seguida foram esterilizadas por radiação gama cobalto 60 e, só então cepa clínica de E. faecalis foi inoculada nos canais radiculares. Após 21 dias para a formação de biofilme, os dentes foram separados em cinco grupos (n=12) de acordo com a solução irrigadora: G1) Água apirogênica; G2) Solução de NaOCl 2,5%; G3) Combinação dos extratos de Canela e Goiabeira; G4): extrato de Canela isolado; G5): extrato de Goiabeira isolado e foi coletado o conteúdo do canal, para confirmação da contaminação microbiana;. Após foram instrumentados com limas do sistema Reciproc R40 e irrigados, e então realizadas a segunda coletas do conteúdo do canal radicular: S2: imediatamente após o preparo biomecânico (PBM), para avaliar a eficácia antimicrobiana dos agentes irrigantes. Dois dentes de cada grupo foram analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliar a contaminação. Os dados foram analisados por anova one-way e Tukey ou Kruskal Wallis e Dunn considerando o nível de significância (p<0,05), de acordo com o teste de normalidade. Os extratos de canela e goiabeira apresentaram ação bactericida sobre cepa clínica de E. faecalis, quando combinados, os extratos apresentaram associações aditivas e indiferentes. Para a inibição do biofilme os extratos apresentaram redução semelhante ao grupo controle com NaOCl 2,5%. Nos modelos ex vivo a instrumentação e a irrigação com os extratos vegetais puros reduziram 100% (p<0,05) o biofilme formado e foi estatisticamente semelhante a atuação do NaOCl 2,5%. Em conclusão, os extratos de canela e goiabeira na forma isolada apresentaram atividade antimicrobiana e antibiofilme em cepas clínicas de E. faecalis durante preparo biomecânico. Desta forma, os extratos vegetais são promissores para futuras formulações de irrigantes na endodontia.