Antibacterial activity of an experimental quaternary ammonium compound-containing dental adhesive, with bioactive glass fillers versus mdpb-containing adhesive : an in vitro study /
Mona El Sayed Mohamed El Deeb,
Antibacterial activity of an experimental quaternary ammonium compound-containing dental adhesive, with bioactive glass fillers versus mdpb-containing adhesive : an in vitro study / : النشاط المضاد للبكتيري اللاصق الحشو التجريبي المحتوي علي مركَّب رباعى الأمونيوم وجزيئات الزجاج الحيوي في مقابل اللاصق المحتوى على ميثاكريل ويلوكسي دوديسيل بيريدينيوم بروميد / دراسه مخبريه by Mona El Sayed Mohamed El Deeb ; Supervisors Prof. Ahmed Nour El Dine Ahmed Habib, Prof. El-Refaie Sobhy Kenawy. - 117 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022.
Bibliography: pages 101-114.
Aim: The aim of this study is to assess the effect of addition of a synthesized antibacterial quaternary ammonium (QA) compound and bioactive glass nanoparticles on the antibacterial properties and bioactivity respectively of the experimental dental adhesive system.
Methodology: A QA compound was synthesized from 2-(Dimethylamino) ethyl methacrylate and 1-Bromobutane and characterized using CHN, FTIR and H+NMR analyses. The synthesized QA was assessed for its cytotoxicity using MTT assay, and its antibacterial activity using disc diffusion method, measurement of minimum inhibitory concentration and minimum bactericidal concentration, time kill test, and TEM imaging. The QA compound was added to the primer of a commercially available adhesive (Optibond XTR) by two concentrations 20 mg/mL and 40 mg/mL representing the MIC and MBC, respectively., while 5% bioglass fillers were added to the adhesive bottle. Then, the experimental adhesives were characterized by measurement of pH and degree of conversion. Comparison was made between the experimental adhesive, commercial antibacterial adhesive Clearfil SE Protect (CP) containing MDPB antibacterial monomer and fluoride fillers, and commercial vehicle (Optibond XTR) regarding antibacterial properties using time kill test, and bioactivity through quantifying Calcium and Phosphorus ion release using Inductive couple plasma, and observation of apatite formation by scanning electron microscope, followed by elemental analysis by EDX and calculation of Ca/P ratio. Statistical analysis by ANOVA followed by tukey post-hoc test (P˂0.05).
Results: Disc diffusion and time-kill kinetics tests showed potent antibacterial properties of the synthesized QA compound against S. mutans both in the unpolymerized and the cured forms. MIC and MBC were 20 and 40 mg/mL respectively. There was no statistically significant difference between experimental adhesives and CP with more than 99% reduction in bacterial count, while OptiBond XTR showed no bacterial killing up for up to 10 hours. The experimental adhesive samples showed a statistically significant higher calcium release after 2 weeks than the control groups. The Ca/P ratio was statistically significantly higher on dentin discs with the experimental adhesive and the plain commercial adhesive compared to CP. Also, this ratio increased after 2 weeks follow up for all materials. SEM images revealed mineralizing deposits on the tested adhesive surfaces, compared to the untreated teeth discs which showed open dentinal tubules.
Conclusions: The synthesized QA compound can be used as an affordable additive for imposing antibacterial properties for adhesive systems. Bioglass nanoparticles fillers impart significant remineralizing abilities to the adhesive in vitro. تهدف هذه الدراسة إلى تصنيع مونومر أمونيوم رباعي مضاد للبكتيريا (QA) ودمجه في نظام لاصق تجريبي، وكذلك إضافة جزيئات زجاجية نشطة بيولوجيًا (بيوجلاس). ثم بعد ذلك، تقييم تأثير إضافة مركب QA المضاد للبكتيريا والجسيمات النانوية من البيوجلاس على الخصائص المضادة للبكتيريا وإعادة التمعدن لالخاصة بلاصق الأسنان التجريبي.
تم تصنيع مركب ذخيرة رباعي (QA) من ٢- (ديميثيلامينو) إيثيل ميثاكريلات و ١-بروموبيوتان وتم تشخيصه باستخدام تحاليل CHN و FTIR و H + NMR. تم تقييم ضمان الجودة المركب من حيث السمية الخلوية ونشاطه المضاد للبكتيريا باستخدام طريقة انتشار القرص، وقياس الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC)والحد الأدنى من تركيز مبيد الجراثيم (MBC) ، واختبار قتل الوقت. ثم تم إضافة QA إلى المادة الأولية للمادة اللاصقة المتاحة تجاريًا (Optibond XTR) بتركيزين 20 مجم / مل و 40 مجم / مل، بينما تمت إضافة 5٪ من حبيبات الزجاج الحيوي إلى الزجاجة اللاصقة. بعد ذلك، تم تمييز المواد اللاصقة التجريبية بقياس الأس الهيدروجيني (pH) ودرجة التحويل (DC) . تم إجراء مقارنة بين المادة اللاصقة التجريبية، اللاصق التجاري المضاد للبكتيريا Clearfil SE Protect (CP) ، الذي يحتوي على حشو مونومر مضاد للبكتيريا (MDPB) وفلوريد ، والمركبة التجارية (Optibond XTR) فيما يتعلق بالخصائص المضادة للبكتيريا باستخدام اختبار قتل الوقت ، والنشاط الحيوي من خلال قياس إطلاق أيون الكالسيوم والفوسفور باستخدام بلازما الزوجين الاستقرائي ، ومراقبة تكوين الأباتيت عن طريق مسح المجهر الإلكتروني ، متبوعًا بالتحليل الأولي بواسطة EDX وحساب نسبة Ca / P.
أظهرت النتائج أن مركب QA المركب أظهر خصائص مضادة للجراثيم قوية ضد S. mutans في كل من الأشكال غير المبلمرة والمبلمرة. كان القتل الزمني للمادة اللاصقة التجريبية 9-11 ساعة مقارنة بـ 7 ساعات للـ CP. أظهرت العينات التجريبية اللاصقة ارتفاعًا ملحوظًا في إطلاق الكالسيوم بعد أسبوعين من المجموعات الضابطة. كانت نسبة الكالسيوم / الفوسفور أعلى إحصائياً على أقراص العاج مع المادة اللاصقة التجريبية والمادة اللاصقة التجارية العادية مقارنةً بالبولي بروبيلين. كما زادت هذه النسبة بعد أسبوعين من المتابعة لجميع المواد. كشفت صور SEM عن رواسب تمعدن على الأسطح اللاصقة المختبرة، مقارنة بأقراص الأسنان غير المعالجة التي أظهرت الأنابيب العاجية المفتوحة.
تم استنتاج أن مركب ضمان الجودة المركب يمكن استخدامه كإضافات قليلة التكلفة لفرض خصائص مضادة للجراثيم لأنظمة المواد اللاصقة. تضفي حشوات الجسيمات النانوية من الزجاج الحيوي قدرات كبيرة على إعادة التمعدن إلى المادة اللاصقة في المختبر.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Materials
Antibacterial Streptococcus mutans Quaternary Ammonium Compounds Dental Adhesives Minimum Inhibitory Concentration Minimum Bactericidal Concentration Time-kill kinetics Bioglass
617.695
Antibacterial activity of an experimental quaternary ammonium compound-containing dental adhesive, with bioactive glass fillers versus mdpb-containing adhesive : an in vitro study / : النشاط المضاد للبكتيري اللاصق الحشو التجريبي المحتوي علي مركَّب رباعى الأمونيوم وجزيئات الزجاج الحيوي في مقابل اللاصق المحتوى على ميثاكريل ويلوكسي دوديسيل بيريدينيوم بروميد / دراسه مخبريه by Mona El Sayed Mohamed El Deeb ; Supervisors Prof. Ahmed Nour El Dine Ahmed Habib, Prof. El-Refaie Sobhy Kenawy. - 117 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022.
Bibliography: pages 101-114.
Aim: The aim of this study is to assess the effect of addition of a synthesized antibacterial quaternary ammonium (QA) compound and bioactive glass nanoparticles on the antibacterial properties and bioactivity respectively of the experimental dental adhesive system.
Methodology: A QA compound was synthesized from 2-(Dimethylamino) ethyl methacrylate and 1-Bromobutane and characterized using CHN, FTIR and H+NMR analyses. The synthesized QA was assessed for its cytotoxicity using MTT assay, and its antibacterial activity using disc diffusion method, measurement of minimum inhibitory concentration and minimum bactericidal concentration, time kill test, and TEM imaging. The QA compound was added to the primer of a commercially available adhesive (Optibond XTR) by two concentrations 20 mg/mL and 40 mg/mL representing the MIC and MBC, respectively., while 5% bioglass fillers were added to the adhesive bottle. Then, the experimental adhesives were characterized by measurement of pH and degree of conversion. Comparison was made between the experimental adhesive, commercial antibacterial adhesive Clearfil SE Protect (CP) containing MDPB antibacterial monomer and fluoride fillers, and commercial vehicle (Optibond XTR) regarding antibacterial properties using time kill test, and bioactivity through quantifying Calcium and Phosphorus ion release using Inductive couple plasma, and observation of apatite formation by scanning electron microscope, followed by elemental analysis by EDX and calculation of Ca/P ratio. Statistical analysis by ANOVA followed by tukey post-hoc test (P˂0.05).
Results: Disc diffusion and time-kill kinetics tests showed potent antibacterial properties of the synthesized QA compound against S. mutans both in the unpolymerized and the cured forms. MIC and MBC were 20 and 40 mg/mL respectively. There was no statistically significant difference between experimental adhesives and CP with more than 99% reduction in bacterial count, while OptiBond XTR showed no bacterial killing up for up to 10 hours. The experimental adhesive samples showed a statistically significant higher calcium release after 2 weeks than the control groups. The Ca/P ratio was statistically significantly higher on dentin discs with the experimental adhesive and the plain commercial adhesive compared to CP. Also, this ratio increased after 2 weeks follow up for all materials. SEM images revealed mineralizing deposits on the tested adhesive surfaces, compared to the untreated teeth discs which showed open dentinal tubules.
Conclusions: The synthesized QA compound can be used as an affordable additive for imposing antibacterial properties for adhesive systems. Bioglass nanoparticles fillers impart significant remineralizing abilities to the adhesive in vitro. تهدف هذه الدراسة إلى تصنيع مونومر أمونيوم رباعي مضاد للبكتيريا (QA) ودمجه في نظام لاصق تجريبي، وكذلك إضافة جزيئات زجاجية نشطة بيولوجيًا (بيوجلاس). ثم بعد ذلك، تقييم تأثير إضافة مركب QA المضاد للبكتيريا والجسيمات النانوية من البيوجلاس على الخصائص المضادة للبكتيريا وإعادة التمعدن لالخاصة بلاصق الأسنان التجريبي.
تم تصنيع مركب ذخيرة رباعي (QA) من ٢- (ديميثيلامينو) إيثيل ميثاكريلات و ١-بروموبيوتان وتم تشخيصه باستخدام تحاليل CHN و FTIR و H + NMR. تم تقييم ضمان الجودة المركب من حيث السمية الخلوية ونشاطه المضاد للبكتيريا باستخدام طريقة انتشار القرص، وقياس الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC)والحد الأدنى من تركيز مبيد الجراثيم (MBC) ، واختبار قتل الوقت. ثم تم إضافة QA إلى المادة الأولية للمادة اللاصقة المتاحة تجاريًا (Optibond XTR) بتركيزين 20 مجم / مل و 40 مجم / مل، بينما تمت إضافة 5٪ من حبيبات الزجاج الحيوي إلى الزجاجة اللاصقة. بعد ذلك، تم تمييز المواد اللاصقة التجريبية بقياس الأس الهيدروجيني (pH) ودرجة التحويل (DC) . تم إجراء مقارنة بين المادة اللاصقة التجريبية، اللاصق التجاري المضاد للبكتيريا Clearfil SE Protect (CP) ، الذي يحتوي على حشو مونومر مضاد للبكتيريا (MDPB) وفلوريد ، والمركبة التجارية (Optibond XTR) فيما يتعلق بالخصائص المضادة للبكتيريا باستخدام اختبار قتل الوقت ، والنشاط الحيوي من خلال قياس إطلاق أيون الكالسيوم والفوسفور باستخدام بلازما الزوجين الاستقرائي ، ومراقبة تكوين الأباتيت عن طريق مسح المجهر الإلكتروني ، متبوعًا بالتحليل الأولي بواسطة EDX وحساب نسبة Ca / P.
أظهرت النتائج أن مركب QA المركب أظهر خصائص مضادة للجراثيم قوية ضد S. mutans في كل من الأشكال غير المبلمرة والمبلمرة. كان القتل الزمني للمادة اللاصقة التجريبية 9-11 ساعة مقارنة بـ 7 ساعات للـ CP. أظهرت العينات التجريبية اللاصقة ارتفاعًا ملحوظًا في إطلاق الكالسيوم بعد أسبوعين من المجموعات الضابطة. كانت نسبة الكالسيوم / الفوسفور أعلى إحصائياً على أقراص العاج مع المادة اللاصقة التجريبية والمادة اللاصقة التجارية العادية مقارنةً بالبولي بروبيلين. كما زادت هذه النسبة بعد أسبوعين من المتابعة لجميع المواد. كشفت صور SEM عن رواسب تمعدن على الأسطح اللاصقة المختبرة، مقارنة بأقراص الأسنان غير المعالجة التي أظهرت الأنابيب العاجية المفتوحة.
تم استنتاج أن مركب ضمان الجودة المركب يمكن استخدامه كإضافات قليلة التكلفة لفرض خصائص مضادة للجراثيم لأنظمة المواد اللاصقة. تضفي حشوات الجسيمات النانوية من الزجاج الحيوي قدرات كبيرة على إعادة التمعدن إلى المادة اللاصقة في المختبر.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Materials
Antibacterial Streptococcus mutans Quaternary Ammonium Compounds Dental Adhesives Minimum Inhibitory Concentration Minimum Bactericidal Concentration Time-kill kinetics Bioglass
617.695