Antibacterial Activity of Zinc Oxide Nanoparticles in Self- Curing Acrylic Resin Against Streptococcus mutans / Actividad Antibacteriana de Nanopartículas de Óxido de Zinc en Resina Acrílica Autopolimerizable contra Streptococcus mutans

ABSTRACT

Antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles in self-curing acrylic resin against Streptococcus mutans. The main objective of this study was to investigate whether nanoparticles of zinc oxide (ZnO) in self-curing acrylic resin, hav e antimicrobial properties against Streptococcus mutans, one of the microorganisms involved in the development of caries. Self- cured acrylic resin samples were prepared by incorporating ZnO nanoparticles at different concentrations based on the minimum inhibitory concentration (MIC) for Streptococcus mutans ATCC 25175. Antibacterial activity against a biofilm was evaluated in samples that were aged in artificial saliva for different times using spectral confocal laser microscopy and scanning electron microscopy. Kruskal-Wallis test using IBM SPSS Statistics version 23.0 software (SPSS Inc. ®, Chicago, IL, United States) were used, establishing the value of p <0.05 for statistical significance. The volume of the total biomass that formed in the samples aged for one day was significantly lower than the volume of the total biomass that was formed in those aged for additional days (p <0.001). Electron microscopy analysis revealed high porosity surfaces in all samples. Bacterial clusters wer e located next to large pores and irregular surfaces, while smooth surfaces had defined and linear organization cocci or simple chains. Considering the limitations of this study, the results suggest that the antibacterial activity of ZnO nanoparticles add ed to self-curing acrylic (ALIKE) is effective, mainly in fresh 1-day samples, independent of their concentration, and in samples with 16 MIC aged for 14 days, indicating it does not lose its antibacterial activity despite setting for more days. In addition, the ZnO nanoparticles added to ALIKE have the ability to inhibit the formation of biofilms, although they do not minimize the number of viable bacteria.

RESUMEN

El objetivo principal de este estudio fue investigar si nanopartículas de óxido de zinc (ZnO), incorporadas a acrílico acrilico de autocurado, tienen propiedades antimicrobianas contra Streptococcus mutans, uno de los microorganismos implicados en el desarrollo de caries. Se prepararon muestras de resina acrílica autopolimerizada mediante la incorporación de nanopartículas de ZnO a diferentes concentraciones basadas en la concentración mínima inhibitoria (MIC) para Streptococcus mutans ATCC 25175. Se evaluó la actividad antibacteriana contra una biopelícula en muestras envejecidas en saliva artificial para diferentes tiempos utilizando espectros microscopía láser confocal y microscopía electrónica de barrido. Se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis utilizando el software IBM SPSS Statistics versión 23.0 (SPSS Inc. ®, Chicago, IL, Estados Unidos), estableciendo el valor de p <0,05 para la significancia estadística. El volumen de la biomasa total que se formó en las muestras envejecidas durante un día fue significativamente menor que el volumen de la biomasa total que se formó en las envejecidas durante días adicionales (p <0,001). El análisis de microscopía electrónica reveló superficies de alta porosidad en todas las muestras. Los cúmulos bacterianos se ubicaron junto a poros grandes y superficies irregulares, mientras que las superficies lisas tenían cocos o cadenas simples de organización lineal y definida. Considerando las limitaciones de este estudio, los resultados sugieren que la actividad antibacteriana de las nanopartículas de ZnO agregadas al acrílico autopolimerizable (ALIKE) es efectiva, principalmente en muestras frescas de 1 día, independientemente de su concentración, y en muestras con 16 MIC envejecidas para 14 días, lo que indica que no pierde su actividad antibacteriana a pesar de estar fraguada durante más días. Además, las nanopartículas de ZnO añadidas a ALIKE tienen la capacidad de inhibir la formación de biopelículas, aunque no minimizan el número de bacterias viables.