Inativação fotodinâmica em biofilme de Streptococcus mutans sobre bráquetes metálicos e cerâmicos: um estudo in vitro

Abstract

O trabalho in vitro avaliou a eficácia da inativação fotodinâmica (PDI) da eritrosina (E) e hematoporfirina IX (H), com 10 µM, utilizando LED azul, dose de 75 J/cm2 em células planctônicas e biofilme de S. mutans (UA 159). Suspensões padrões contendo 107 células/mL foram preparadas e submetidas a diferentes condições experimentais: a) hematoporfirina IX e LED (H+L+); b) eritrosina e LED (E+L+); c) apenas LED (F-L+); d) tratamento somente com hematoporfirina IX (H+L-); e) somente com eritrosina (E+L-); e f) grupo controle, sem tratamento com fotossensibilizador (F) e sem a utilização de LED (F-L-). As cepas foram semeadas em ágar MSBS para contagem de unidades formadoras de colônias (UFC/mL). Na segunda parte do trabalho foi realizado a PDI em biofilme de S. mutans sobre bráquetes metálicos e cerâmicos, com H a 10 µM e LED azul. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey (p<0,05) e demonstraram que a E sob efeito do LED (E+L+) não foi eficaz na PDI de células planctônicas, nos parâmetros usados (p=0,3644). No entanto, a H promoveu redução de 6,78 log10 (p<0,0001), no grupo de tratamento (H+L+). A PDI com a associação da H e LED foi efetiva na redução de 100% de culturas planctônicas de S. mutans, porém o mesmo não foi observado na associação com a E, na dosimetria utilizada no experimento. A PDI no biofilme de S. mutans sobre bráquetes metálicos, com a H e LED não foi eficaz nos parâmetros utilizados (p=0,1023), no entanto, ocorreu diminuição significativa de 53% sobre bráquetes cerâmicos (p=0,004). A H IX modificada é promissora como agente fotossensibilizador a ser empregado na técnica de PDI em associação ao LED azul, sendo necessários outros ensaios, em novas concentrações e/ou dosimetrias para se conseguir a inativação bacteriana.

The in vitro study evaluated the efficacy of photodynamic inactivation (PDI) with erythrosine (E) and hematoporphyrin (H) 10 µM, using a blue light-emitting diode (LED), a fluence of 75 J/cm2 , on planktonic cultures and biofilm of S. mutans (UA 159). Suspensions containing 107 cells/mL were prepared and were tested under different experimental conditions: a) hematoporphyrin IX and LED (H+L+); b) erythrosine and LED irradiation (E+L+); c) only LED (P-L+); d) only hematoporphyrin IX (H+L-); e) only erythrosine (E+L-); and f) control group, no LED irradiation or photosensitizer (P) treatment (P-L-). After treatment, the strains were seeded onto MSBS agar in order to determine the number of colony-forming units (CFU/mL). The second part of this work consisted of the PDI of S. mutans biofilm on metal and ceramic brackets with the H 10 μM and blue LED. The results were submitted to analysis of variance and the Tukey test (p<0.05) and showed that E under the effect of LED proved to be ineffective in the PDI of planktonic cultures with the parameters used (p=0.3644). H, however, caused a reduction of 6.78 log10 (p<0.0001) in the treatment group (H+L+). PDI with H and LED exerted antimicrobial effect of 100% of the S. mutans strain studied, whereas the same was not observed in the association with E in the dosimetry used in this work. PDI on S. mutans biofilm on metal brackets, with H and LED was not effective with the parameters used (p=0.1023), however on ceramic brackets caused a significant reduction of 53% (p=0,004). Modified H IX is a promising photosensitizer to be used in the PDI technique in combination with blue LED. Therefore, new tests with new concentrations and/or dosimetry are needed to achieve bacterial inactivation.