Ocena bakteriobójczej aktywności koloidalnego roztworu nanocząstek srebra w stosunku do bakterii próchnicotwórczych
[Evaluation of biocidal properties of silver nanoparticles against cariogenic bacteria]

Streszczenie

W ciągu ostatnich kilku lat pojawiło się wiele doniesień naukowych opisujących właściwości nanocząstek srebra polegających na hamowaniu przez nie wzrostu wielu szczepów bakterii, grzybów i wirusów. Wyniki badań szeregu autorów wskazują na zasadność zastosowania nanocząstek srebra w przemyśle medycznym, farmaceutycznym, spożywczym oraz odzieżowym w celu zmniejszenia ryzyka mikrobiologicznej kontaminacji produktów i nadania im miejscowych właściwości bakteriobójczych. Związki srebra stosowane są w stomatologii od wielu lat, lecz nie są wolne od działań niepożądanych. W przeprowadzonych badaniach wykazano, że nanocząstki srebra w postaci roztworu koloidalnego o średniej wielkości cząstek 67 nm i kształcie kulistym wykazują działanie bakteriobójcze w stosunku do próchnicotwórczych szczepów: S. mutans, S. sanduis, S. salivarius i S. mitis. Efekt działania zależy od czasu kontaktu i stężenia nanocząsteczek srebra.

Abstract

Introduction: Antimicrobial properties of silver nanoparticles (SNP’s) have been recently well evaluated, and now are being considered as excellent candidates for therapeutic purposes. It is confirmed, that various solutions of colloidal SNP’s possess significant antibacterial properties against such species as: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa even at low concentrations, although there have been so far only a few researches evaluating antimicrobial activity of SNP’s against cariogenic bacteria: Streptococcus mutans, Streptococcus salivarius and Streptococcus mitis responsible for initiation of dental carries. Tooth decay is infectious disease an worldwide, which may occur in patients of every age. Nanotechnology creates a new approach of designing of medical devices preventing or reducing bacterial colonization. Methods: Colloidal silver solution (CSS) of concentration 350 ppm was used in this research. Nanoparticles size, shape and solution stability were evaluated. 16 strains of cariogenic bacteria, 4 isolates of each species: S. mutans, S. salivarius, S. sanguinis and S, mitis were obtained from plaque swabs of 7 patients treated for dental carries at Department of Conservative Dentistry, Medical University of Warsaw. MIC and MBC values for CSS’s were evaluated. Results: CSS used in this research is of good stability. No agglomeration or coalescence was observed during 24 hours of experiment. Silver nanoparticles were of round shape and had mean size of 67 nm. MIC values were: 12-25 ppm for S. salivarius, 25 ppm for S. sanguinis, 50-100 ppm for S. mitis and 50 ppm for S. mutans, while MBC values after 1 hour of bacterial contact with nanoparticles were 200-350 ppm for all cariogenic bacterial species. After 24 hours of contact MBC values were: 25-50 ppm for S. salivarius and S. sanguinis, 100-200 ppm for S. mitis and 200 ppm for S. mutans. Conclusions: Antimicrobial properties of CSS depend on nanoparticles concentration and interaction time with bacteria. The susceptibility of cariogenic oral streptococci to silver nanoparticles is diversified. Sufficient concentration which inhibited all cariogenic bacteria in our research was 200 ppm after long (24 hours) period of silver nanoparticles interaction with bacteria.