Propiedades antimicrobianas y citotóxicas de un adhesivo de uso ortodóncico adicionado con nanopartículas de plata

  • Liliana Argueta Figueroa Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
  • Ma. Concepción Arenas-Arrocena Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
  • Ana Paulina Díaz–Herrera Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
  • Susana Vanessa García-Benítez Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
  • René García-Contreras Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
Palabras clave: biocompatibilidad, viabilidad celular, nanotoxicología, efecto antimicrobiano, nanopartículas metálicas, adhesivo ortodóncico

Resumen

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto antibacteriano y la citotoxicidad de un adhesivo de uso ortodóncico con nanopartículas de plata (Ag np’s). Se determinó la actividad antimicrobiana mediante una prueba de difusión en disco para Staphylococcus aureus, Escherichia coli, y Enterococcus faecalis a diferentes concentraciones de nanopartículas de plata en un adhesivo ortodóncico. También se evaluó la citotoxicidad de dicho adhesivo al ser incorporadas Ag np’s, mediante el método de mtt. Los resultados mostraron que las bacterias en estudio, S. aureus, E. coli y E. faecalis fueron susceptibles tanto a las Ag np’s como al adhesivo mip ortodóncico adicionado con Ag np’s a concentraciones de 10, 5 y 3 v/v%. 

El efecto antibacteriano de las nanopartículas de plata es dosis dependiente. La citotoxicidad del adhesivo mip ortodóncico en sí mismo exhibe una citotoxidad ligera a moderada, así como al incorporarle las Ag np’s a las concentraciones antes mencionadas. Las nanopartículas incorporadas en el adhesivo de uso ortodóncico muestran efecto antibacterial así como mantienen una citotoxicidad ligera. 

Biografía del autor/a

Liliana Argueta Figueroa, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México

Cursó la Licenciatura en Cirujano dentista, Maestría en Ciencias Odontológicas, es Doctora en Ciencias de la Salud por parte de la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEMex), de donde egresó con la Distinción a la Excelencia Académica Ignacio Manuel Altamirano, y obtuvo dicho grado con Mención Honorífica. Actualmente se encuentra realizando una estancia posdoctoral en el Laboratorio de Investigación Interdisciplinaria, Área de Nanoestructuras y Biomateriales, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México; León, Guanajuato. Además cuenta con la distinción del Sistema Nacional de Investigadores nivel 1. Entre sus publicaciones ha participado en 9 artículos en revistas indexadas en Journal Citation Reports (JCR) y 2 capítulos de libro. Su línea de investigación es principalmente la síntesis de nanomateriales con efecto antibacterial y biocompatibles para potencial uso en el área biomédica-odontológica.

Ma. Concepción Arenas-Arrocena, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
Licenciada en Ingeniería Química por el Instituto Tecnológico de Zacatepec, Maestría y Doctorado en Ingeniería por el Instituto de Energías Renovables de la UNAM. SNI Nivel 1 desde el 2012, integrante de la Red CONACyT de Energía Solar. Profesora de CarreraTitular A, T.C. Definitiva de la ENES Unidad León, UNAM. Responsable del Sistema deGestión de Calidad del Laboratorio de Investigación Interdisciplinaria de la ENES Unidad León. Ha recibido más de 30 cursos de actualización relacionados con sistemas de calidad, docencia, innovación, así como de manejo de residuos y técnicas de microscopia y de espectroscopia. Ha participado en el arbitraje de artículos en las revistas ACS Applied Materials & Interfaces, Synthetic Metals, Revista Physica Status Solidi, así como en proyectos de investigación de Ciencia Básica, PEI, FOMIX del CONACyT. Cuenta con 25 artículos indexados por JRC, 3 capítulos de libro, 1 registro de derechos de autor, 7 artículos Artículos indexados en Latindex y SCImago, 7 Artículos in extenso Internacionales arbitrados, 7 Artículos in extenso Nacionales y 1 artículo de divulgación. Ha impartido asignaturas multidisciplinarias a nivel pre-grado y posgrado, tales como; Análisis Crítico de la Literatura Científica, Metodología de la Investigación, Química, Energías Renovables, Dispositivos Electrónicos, entre otras. Ha formado 4 estudiantes de maestría, 8 de licenciatura, 4 de TSU y actualmente tiene en proceso 2 estudiantes de doctorado y 3 de licenciatura. Ha impartido 30 seminarios y conferencias en diversas Instituciones Educativas y de Investigación del Bajío, ha participado en más de 40 congresos nacional e internacionales y ha impartido cursos y módulos relacionados con investigación científica. Actualmente, cuenta con 2 proyectos financiados Conacyt.
Ana Paulina Díaz–Herrera, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
Obtuvo el Titulo de Cirujano Dentista por la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ). Actualmente es estudiante de la especialidad en Ortodoncia en la Escuela Nacional de Estudios Superiores ENES UNAM unidad León.
Susana Vanessa García-Benítez, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México
Realizó la Licenciatura en Cirujano Dentista en la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza. Realizó su servicio social en Hospital General de México en el Servicio de Medicina Bucal de la Unidad de Dermatología así como en el servicio de Cirugía Maxilofacial de la UMAE Pediatría, Centro Médico Nacional Siglo XXI. Fue Perito Profesional en Odontología Forense de la Coordinación General de Servicios Periciales de la PGR. Actualmente se encuentra cursando la Especialidad en Patología Oral y Maxilofacial de la Escuela Nacional de Estudios Superiores, Unidad León, UNAM. Ha participado en 2 artículos en revistas arbitradas. Su línea de investigación es en el área de Patología Oral y reporte de casos clínicos
René García-Contreras, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León; Universidad Nacional Autónoma de México

Cursó la Licenciatura en Cirujano dentista, Maestría en Ciencias Odontológicas, Doctorado en Ciencias de la Salud, Universidad Autónoma del Estado de México (UAEM). Es profesor Titular A de Tiempo Completo, Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES) Unidad León, UNAM, Guanajuato. Sus líneas de investigación son el estudio de las propiedades mecánicas de biomateriales dentales; y modificación de biomateriales y biocompatibilidad, citotoxicidad y genotoxicidad de biomateriales dentales, nanomateriales, nanocompuestos y agentes útiles en la práctica odontología en cultivos celulares y células troncales. Entre su experiencia laboral cuenta con: Práctica clínica dental por más de 10 años, experiencia en investigaciones clínicas y epidemiológicas. Ponente en congresos a nivel nacional e internacional. Exprofesor de la Facultad de odontología de la UAEMex y actual profesor invitado de los programas de posgrado de la facultad. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI): Nivel 1. Cuenta con alrededor de 20 publicaciones internacionales y un capítulo de libro.

Citas

Agarwal, N., Agarwal, U., Katiyar, S. y Gupta, S. (2015). An in vivo comparison of bacterial colonization with orthodontic bracket system. Advances In Human Biology, 5(2): 72-77, Citeseer.

Anand, M. K., Majumder, K., Venkateswaran, S. y Krishnaswamy, N. R. (2014). Comparison of shear bond strength of orthodontic brackets bonded using two different hydrophilic primers: an in vitro study. Indian Journal of Dental Research, 25(2): 191, Medknow Publications.

Argueta–Figueroa, L., Scougall–Vilchis, R. J., Morales–Luckie, R. A. y Olea–Mejía, O. F. (2015). An evaluation of the antibacterial properties and shear bond strength of copper nanoparticles as a nanofiller in orthodontic adhesive. Australian orthodontic journal, 31(1).

Balouiri, M., Sadiki, M. y Ibnsouda, S. K. (2016). Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. Journal of Pharmaceutical Analysis, 6(2): 71-79, Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.jpha.2015.11.005

Choi, O., Deng, K. K., Kim, N.–J., Ross Jr, L., Surampalli, R. Y. y Hu, Z. (2008). The inhibitory effects of silver nanoparticles, silver ions, and silver chloride colloids on microbial growth. Water research, 42(12): 3066-3074, Elsevier.

Choi, O. y Hu, Z. (2008). Size dependent and reactive oxygen species related nanosilver toxicity to nitrifying bacteria. Environmental science y technology, 42(12): 4583-4588, ACS Publications. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.02.021

Deng, S., Chung, K. H., Chan, D. C. N. y Spiekerman, C. (2016). Evaluation of bond strength and microleakage of a novel metal-titanate antibacterial agent. OPERATIVE DENTISTRY, 41(3), E48–E56. https://doi.org/10.2341/14-257-L

Franci, G., Falanga, A., Galdiero, S., Palomba, L., Rai, M., Morelli, G. y Galdiero, M. (2015). Silver nanoparticles as potential antibacterial agents. Molecules, pp. 8856-8874. https://doi.org/10.3390/molecules20058856

García–Contreras, R., Argueta–Figueroa, L., Mejía–Rubalcava, C., Jiménez–Martínez, R., Cuevas–Guajardo, S., Sánchez-Reyna, P. A. y Mendieta–Zeron, H. (2011). Perspectives for the use of silver nanoparticles in dental practice. International Dental Journal, 61(6). https://doi.org/10.1111/j.1875-595X.2011.00072.x

Grandhi, R. K., Combe, E. C. y Speidel, T. M. (2001). Shear bond strength of stainless steel orthodontic brackets with a moisture-insensitive primer. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 119(3): 251-255, Elsevier. https://doi.org/10.1067/mod.2001.110988

Hajipour, M. J., Fromm, K. M., Ashkarran, A. A., De Aberasturi, D. J., De Larramendi, I. R., Rojo, T., Serpooshan, V., Parak, W. J. y Mahmoudi, M. (2012). Antibacterial properties of nanoparticles. Trends in biotechnology, 30(10): 499-511, Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2012.06.004

Heymann, G. C. y Grauer, D. (2013). A contemporary review of white spot lesions in orthodontics. Journal of Esthetic and Restorative Dentistry, 25(2): 85-95, Wiley Online Library. https://doi.org/10.1111/jerd.12013

Hussain, S. M., Hess, K. L., Gearhart, J. M., Geiss, K. T. y Schlager, J. J. (2005). In vitro toxicity of nanoparticles in BRL 3A rat liver cells. Toxicology in vitro, 19(7): 975-983, Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2005.06.034

Jorgensen, J. H. y Turnidge, J. D. (2015). Susceptibility test methods: dilution and disk diffusion methods. Manual of Clinical Microbiology, eleventh ed., American Society of Microbiology, 1253-1273.

Kim, A.–S., Chae, C.–H., Kim, J., Choi, J.–Y., Kim, S.–G. y Baciut, G. (2012). Silver nanoparticles induce apoptosis through the Toll-like receptor 2 pathway. Oral Surgery Oral Medicine Oral Pathology Oral Radiology, 113(6): 789-798. https://doi.org/10.1016/j.oooo.2012.01.019

Kim, Y. S., Kim, J. S., Cho, H. S., Rha, D. S., Kim, J. M., Park, J. D., Choi, B. S., Lim, R., Chang, H. K. y Chung, Y. H. (2008). Twenty-eight-day oral toxicity, genotoxicity, and gender-related tissue distribution of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats. Inhalation toxicology, 20(6): 575-583, Taylor y Francis. https://doi.org/10.1080/08958370701874663

Li, Y., Chen, D. H., Yan, J., Chen, Y., Mittelstaedt, R. A., Zhang, Y., Biris, A. S., Heflich, R. H. y Chen, T. (2012). Genotoxicity of silver nanoparticles evaluated using the Ames test and in vitro micronucleus assay. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 745(1): 4-10, Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2011.11.010

Littlewood, S. J., Mitchell, L., Greenwood, D. C., Bubb, N. L. y Wood, D. J. (2000). Investigation of a hydrophilic primer for orthodontic bonding: an in vitro study. Journal of Orthodontics, 27(2): 181-186, Taylor y Francis. https://doi.org/10.1093/orto/27.2.181

Matuschek, E., Brown, D. F. J. y Kahlmeter, G. (2014). Development of the EUCAST disk diffusion antimicrobial susceptibility testing method and its implementation in routine microbiology laboratories. Clinical Microbiology and Infection, 20(4): O255-O266, Elsevier. https://doi.org/10.1111/1469-0691.12373

Miller, R. E. y Rose, S. B. (1939). Studies with the Agar Cup-Plate Method: I. A Standardized Agar Cup-Plate Technique. Journal of bacteriology, 38(5): 525-537, American Society for Microbiology (ASM).

Prabhu, S. y Poulose, E. K. (2012). Silver nanoparticles: mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications, and toxicity effects. International Nano Letters, 2(1): 32, Springer. https://doi.org/10.1186/2228-5326

Solomon, S. D., Bahadory, M., Jeyarajasingam, A. V., Rutkowsky, S. A. y Boritz, C. (2007). Synthesis and study of silver nanoparticles. J. Chem. Educ., 84(2): 322, acs Publications. https://doi.org/10.1021/ed084p322

Souza, T. A. J., Franchi, L. P., Rosa, L. R., Da Veiga, M. A. M. S. y Takahashi, C. S. (2016). Cytotoxicity and genotoxicity of silver nanoparticles of different sizes in CHO-K1 and CHO-XRS5 cell lines. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 795: 70-83, Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2015.11.002

Sudjalim, T. R., Woods, M. G. y Manton, D. J. (2006). Prevention of white spot lesions in orthodontic practice: a contemporary review. Australian Dental Journal, 51(4): 284-289, Wiley Online Library.

Sukontapatipark, W., El–Agroudi, M. A., Selliseth, N. J., Thunold, K. y Selvig, K. A. (2001). Bacterial colonization associated with fixed orthodontic appliances. A scanning electron microscopy study. The European Journal of Orthodontics, 23(5): 475-484, Oxford University Press.

Van Dong, P., Ha, C. H. y Kasbohm, J. (2012). Chemical synthesis and antibacterial activity of novel-shaped silver nanoparticles. International Nano Letters, 2(1): 9, Springer. https://doi.org/10.1186/2228-5326-2-9

Webster, M. J., Nanda, R. S., Duncanson, M. G., Khajotia, S. S. y Sinha, P. K. (2001). The effect of saliva on shear bond strengths of hydrophilic bonding systems. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 119(1): 54-58, Elsevier. https://doi.org/10.1067/mod.2001.109888

Xiu, Z., Zhang, Q., Puppala, H. L., Colvin, V. L. y Alvarez, P. J. J. (2012). Negligible particle-specific antibacterial activity of silver nanoparticles. Nano letters, 12(8): 4271-4275, ACS Publications. https://doi.org/10.1021/nl301934w

Publicado
2018-12-31
Cómo citar
Argueta Figueroa, L., Arenas-Arrocena, M., Díaz–Herrera, A., García-Benítez, S., & García-Contreras, R. (2018). Propiedades antimicrobianas y citotóxicas de un adhesivo de uso ortodóncico adicionado con nanopartículas de plata. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria En Nanociencias Y Nanotecnología, 12(22), 59-71. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2019.22.62550
Sección
Artículos de investigación