Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.5
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2013, vol. 50, nr 4, October-December, p. 418–423

Publication type: original article

Language: English

NanoCare Plus SilverGold® Can Eliminate Enterococcus faecalis from Dentinal Tubules

NanoCare Plus SilverGold® może eliminować Enterococcus faecalis z kanalików zębinowych

Michał Bednarski1,B,D,E,F, Agnieszka Soska-Czop1,A,C,D,E,F, Beata Zarzycka2,B, Johannes Ebert3,D,E,F, Halina Pawlicka1,E

1 Department of Endodontics, Medical University of Lodz, Poland

2 Department of Microbiology and Laboratory Immunology, Medical University of Lodz, Poland

3 Universitätsklinikum Erlangen, Deutschland

Abstract

Background. Nanotechnology is one of the most promising fields in generating new applications in today’s world. One of its branches is nanomedicine which is nothing else but applicatied nanotechnology in medicine. The most prominent nanoproduct is nanosilver. Due to its strong antibacterial activity, there are trials to use nanosilver as root canal disinfection agent.
Objectives. NanoCare Plus Silver Gold® (NanoCare) (Dental NanoTechnology, Poland) contains nanosilver particles within an alcoholic solution. In this study, the antimicrobial properties of NanoCare within dentinal tubules were evaluated with the Haapasalo-Model.
Material and Methods. 52 bovine roots were trimmed to a length of 8 mm, an outer diameter of 6 mm, and a root lumen of 1.3 mm. Smear layer was removed and the specimen autoclaved. Sterility of specimen was checked (3 randomly chosen specimen). Enterococcus faecalis ATCC 29212 was inoculated within the specimens for 24 h. 10 teeth (group 1) were immediately evaluated as described below. The teeth of 3 further groups (n = 13 each) received an intracanal dressing with saline (group 2), NanoCare (group 3), or calcium hydroxide Biopulp (Chema – Elektromet, Rzeszów, Poland) (group 4) for 1 week. Dentin powder samples (0.2 to 0.4 mm from the root canal surface) were collected, weighed, mixed with sterile saline solution and plated on agar plates. After 24 h of incubation, CFU were counted and related to 1 mg of dentin powder. Data was analyzed statistically using PASW 18.0 (α = 0.05).
Results. Sterility of specimen, bacterial growth (mean CFU 3 × 106 per mg dentin powder in group without dressing), and potential bacterial survival (with saline dressing; mean CFU 9 × 104 per mg dentin powder) were assured. Zero CFU could be found with NanoCare. Calcium hydroxide allowed some bacteria to survive (mean CFU 5.7 × 10³ per mg dentin powder). Differences between groups were statistically significant (t-test, p < 0.001).
Conclusion. NanoCare showed promising antimicrobial properties as an intracanal medicament. Further tests have to be carried out on this product regarding an application as a final irrigation.

Streszczenie

Wprowadzenie. Nanotechnologia jest jedną z najbardziej obiecujących dziedzin mających zastosowanie w dzisiejszym świecie. Jedną z jej gałęzi jest nanomedycyna, która jest niczym innym jak zastosowaniem nanotechnologii w medycynie. Nanocząsteczką, której poświęca się ostatnio najwięcej uwagi jest cząsteczka nanosrebra. Dzięki swoim bardzo silnym właściwościom przeciwbakteryjnym pojawiają się próby wykorzystania jej jako środka wspomagającego odkażanie kanału korzeniowego.
Cel pracy. NanoCare Plus Silver Gold® (NanoCare) (Dental NanoTechnology, Polska) jest nowym preparatem – alkoholowym roztworem cząsteczek nanosrebra. Celem pracy jest zbadanie jego działania antyseptycznego na drobnoustroje znajdujące się w kanalikach zębinowych. W pracy wykorzystano własną modyfikację modelu Haapasalo.
Materiał i metody. 52 zęby bydlęce zostały opracowane tak, by uzyskać „bloczki zębinowe” identycznych rozmiarów, wynoszących odpowiednio: długość – 8 mm, średnica zewnętrzna – 6 mm, średnica kanału korzeniowego – 1,3 mm. Po usunięciu warstwy mazistej próbki wysterylizowano w autoklawie. Na 3 losowo wybranych próbkach została przeprowadzona kontrola procesu sterylizacji. Pozostałych 49 próbek poddano 24-godzinnej inkubacji w bulionie zawierającym zawiesinę Enterococcus faecalis ATCC 29212. Po inkubacji dziesięć losowo wybranych próbek (grupa 1) zbadano w celu potwierdzenia zakażenia. Pozostałe „bloczki zębinowe” podzielono losowo na 3 równe grupy (n = 13) i wprowadzono do światła kanału na okres jednego tygodnia odpowiednio: 0,9% roztwór NaCl (grupa 2), NanoCare Plus Silver Gold (grupa 3), wodorotlenek wapnia (grupa 4). Po 7 dniach z każdego z „bloczków” pobrano próbki „wiórków zębinowych” ze ściany kanału korzeniowego (z głębokości 0,2–0,4 mm), które następnie zważono i posiano na pożywce agarowej. Po 24-godzinnej inkubacji dla każdej z próbek została obliczona liczba CFU przypadająca na jednostkę masy. Dane poddano analizie z użyciem PASW 18.0 (α = 0,05).
Wyniki. Potwierdzono jałowość próbek po procesie sterylizacji oraz zwiększenie liczby bakterii po 24-godzinnej inkubacji sterylnych próbek w bulionie z zawiesiną E. faecalis (grupa 1) – CFU 3 × 106/1 mg zębiny. W grupie 2 (0,9% NaCl) liczba CFU wynosiła 9 × 104/mg zębiny. W grupie 3 (NanoCare Plus Silver Gold®) liczba CFU wynosiła 0. W grupie 4 (wodorotlenek wapnia) liczba CFU wynosiła 5,7 × 103. Różnice były istotne statystycznie (t-test, p < 0,001).
Wnioski. NanoCare wydaje się obiecującym antyseptykiem, który może mieć zastosowanie jako opatrunek wewnątrzkanałowy podczas leczenia endodontycznego. Należy przeprowadzić dalsze badania pozwalające stwierdzić, czy preparat ten może być wykorzystany jako ostatni środek płuczący podczas chemomechanicznego opracowania kanału.

Key words

Enterococcus faecalis, NanoCare Plus Silver Gold®, nanomedicine, nanoparticles, nanosilver

Słowa kluczowe

Enterococcus faecalis, NanoCare Plus Silver Gold®, nanomedycyna, nanocząsteczki, nanosrebro

References (28)

  1. Freitas R.A Jr.: What is nanomedicine? Nanomed. 2005, 1, 2–9.
  2. Freitas R.A. Jr.: Nanomedicine. Vol. 1 – Basic capabilities. Landes Bioscience 1999.
  3. Shrestha A., Shi Z., Neoh K.G., Kishen A.: Nanoparticulates for antibiofilm treatment and effect of aging on its antibacterial activity. J. Endod. 2010, 36,1030–1035.
  4. Chen X., Schluesener H.J.: Nanosilver: a nanoproduct in medical application. Toxicol. Lett. 2008, 176, 1–12.
  5. Haapasalo M., Ørstavik D.: In vitro infection and disinfection of dentinal tubules. J. Dent. Res. 1987, 66, 1375– 1379.
  6. Cho K.H., Park J.E., Osaka T., Park S.G.: The study of antimicrobial activity and presentive effects of nanosilver ingredient. Electrochim Acta 2005, 51, 956–960.
  7. Choy O., Deng K.K., Kim N.M., Ross L. JR., Surampalli R.Y., Zhiqiang H.: The inhibitory effects of silver nanoparticles, silver ions and silver chloride colloids on microbial growth. Water. Res. 2008, 42, 3066–3074.
  8. Gomes-Filho J.E., Silva F.O., Watanabe S., Cintra L.T., Tendoro K.V., Dalto L.G., Pacanaro S.V., Lodi C.S., De Melo F.F.: Tissue reaction to silver nanoparticles dispersion as an alternative irrigating solution. J. Endod. 2010, 36, 1698–1702.
  9. Pagonis T.C., Chen J., Fontana C.R., Devalapally H., Ruggiero K., Song X., FoschI F., Dunham J., Skobe Z., Yamazaki H., Kent R., Tanner A.C., Amiji M.M., Soukos N.S.: Nanoparticle-based endodontic antimicrobial photodynamic therapy. J. Endod. 2010, 36, 322–328.
  10. Shrestha A., Fong S.W., Khoo B.C., Kishen A.: Delivery of antibacterial nanoparticles into dentinal tubules using high-intensity focused ultrasound. J. Endod. 2009, 35, 1028–1033.
  11. Kishen A., SHI Z., Shrestha A., Neoh K.G.: An investigation on the antibacterial and antibiofilm efficacy of cationic nanoparticulates for root canal disinfection. J. Endod. 2008, 34, 1515–1520.
  12. Evanoff D.D. JR., Chumanov G.: Synthesis and optical properties of silver nanoparticles and arrays. Chem. Phys. Chem. 2005, 6, 1221–1231.
  13. Liu H.H., Cao X., Yang Y., Liu M.G., Wang Y.F.: Array-based nano-amplification technique was applied in detection of hepatitis E virus. J. Biochem. Mol. Biol. 2006, 39, 247–252.
  14. Makarava N., Parfenov A., Baskakov I.V.: Water-soluble hybrid nanoclusters with extra bright and photostable emissions: a new tool for biological imaging. Biophys. J. 2005, 89, 572–580.
  15. Zhang Y., Chen F., Zhuang J.: Synthesis of silver nanoparticles via electrochemical reduction on compact zeolite film modified electrodes. Chem. Commun. 2002, 28, 14–15.
  16. Sun Y., Xia Y.: Shape-controlled synthesis of gold and silver nanoparticles. Sci. 2002, 298, 2176–2179.
  17. Bogle K.A., Dhole S.D., Bhoraskar V.N.: Silver nanoparticles: synthesis and size control by electron irradiation. Nanotechnol. 2006, 17, 3204–3208.
  18. Elechiguerra J.L., Burt J.L., Morones J.R., Camacho-Bragado A., Gao X., Lara H.H., Y M.J.: Interaction of silver nanoparticles with HIV-1. J. Nanobiotechnol. 2005, 3, 6.
  19. Morones J.R., Elechiguerra J.L., Camacho A., HOLT K., Kouri J.B., Ramirez J.T., Y M.J.: The bactericidal effect of silver nanoparticles. Nanotechnol. 2005, 16, 2346–2353.
  20. Lok C.N., Ho C.M., Chen R., He Q.Y., Yu W.Y., Sun H., Tam P.K., Chiu J.F., Che C.M.: Proteomic analysis of the mode of antibacterial action of silver nanoparticles. J. Proteome. Res. 2006, 5, 916–924.
  21. Ceng D., Yang J., Zhao Y.: Antibacterial materials of silver nanoparticles application in medical appliances and appliances for daily use. Chin. Med. Equip. J. 2004, 26–32.
  22. Muangman P., Chuntrasakul C., Silthram S., Suvanchote S., Benjathanung R., Kittidacha S., Rueksomtawin S.: Comparison of efficacy of 1% silver sulfadiazine and Acticoat for treatment of partial-thickness burn wounds. J. Med. Assoc. Thai. 2006, 89, 953–958.
  23. Lansdown A.B.: Silver in health care: antimicrobial effects and safety in use. Curr. Probl. Dermatol. 2006, 33, 17–34.
  24. Freitas R.A. JR.: Nanodentistry. J. Am. Dent. Assoc. 2000, 131, 1559–1565.
  25. Zhang Z., Yang M., Huang M., Hu Y., Xie J.: Study on germicidal efficacy and toxicity of compound disinfectant gel of nanometer silver and chlorhexidine acelate. Chin. J. Health. Lab. Technol. 2007, 1403–1406.
  26. Lee H.Y., Park H.K., Lee Y.M., Kim K., Park S.B.: A practical procedure for producing silver nanocoated fabric and its antibacterial evaluation for biomedical applications. Chem. Commun. 2007, 28, 2959–2961.
  27. Van de Voorde K., Nijsten T., Schelfhout K., Moorkens G., Lambert J.: Long-term use of silver containing nose-drops resulting in systemic argyria. Acta. Clin. Belg. 2005, 60, 33–35.
  28. Spencer W.H., Garron L.K., Contreras F., Hayes T.L., Lai C.: Endogenous and exogenous ocular and systemic silver deposition. Trans. Ophthalmol. Soc. U.K. 1980, 100, 171–178.