Nanopartículas de prata e glicerofosfato de cálcio: sínteses por rotas convencionais e fitoquímica, análise antimicrobiana e avaliação da citotoxicidade

Abstract

O objetivo geral desse estudo foi sintetizar e caracterizar nanobiomateriais compostos por nanopartículas de prata (AgNP) e glicerofosfato de cálcio (CaGP) sintetizados por rotas químicas utilizando-se borihidreto de sódio ou citrato de sódio e fitoquímica por meio de extrato da casca de romã, e avaliar seu efeito antimicrobiano contra cepas de referência de Candida albicans (ATCC 10231) e Streptococcus mutans (ATCC 25175) e sua citotoxicidade em células de fibroblastos (L929). Além do agente redutor, para as sínteses químicas variou-se a concentração de prata (1 ou 10%), a apresentação do CaGP (micro ou nanoparticulado), o solvente utilizado na síntese (água deionizada ou isopropanol) e a forma dos nanocompostos (em suspensão, seco em estufa ou liofilizado). Para a síntese fitoquímica utilizou-se o extrato da casca desidrata da romã, obtido por percolação em etanol (70%) e com os compostos totais fenólicos expressos em ácido gálico e a concentração de ácido elágico quantificados respectivamente por método colorimétrico e HPLC. A caracterização dos nanocompostos e dos controles contendo somente AgNP foi feita por UV-Vis, MEV, e EDX. A ação antimicrobiana foi avaliada por meio da mínima contração inibitória de acordo com o método da microdiluição (CLSI M27-A2 e M07-A9), enquanto que a viabilidade celular dos fibroblastos foi quantificada utilizando-se método fluorimétrico (Alamar Blue). Esses experimentos foram realizados em triplicata em três ocasiões diferentes e os dados de porcentagem de viabilidade celular foram analisados pela ANOVA de um fator seguido do teste de Bonferroni (α=5%). Para todas as sínteses houve formação de AgNP associadas ao CaGP. Contudo pela microscopia somente na concentração de 10% de prata visualizou-se as AgNP decorando a superfície do CaGP (síntese com borihidreto de sódio e isopropanol) ou envolta pelo CaGP (síntese com borihidreto e água e com casca da romã). Os nanocompostos sintetizados quimicamente foram mais efetivos contra os microrganismos testados que os sintetizados pela rota fitoquímica, especialmente quando utilizou-se citrato de sódio como agente redutor. Pela rota fitoquímica com a romã, o nanocomposto AgNP-CaGP foi mais efetivo contra C. albicans que o controle AgNP e o contrário ocorreu para S. mutans. A utilização do extrato da romã para as sínteses reduziu significativamente (p < 0,05) a citotoxicidade tanto do nanocomposto AgNP-CaGP como das AgNP quando comparados com aqueles sintetizados quimicamente, independente do agente redutor utilizado na reação. Ainda, para todas as sínteses, o CaGP reduziu significativamente (p < 0,05) a citotoxicidade dos nanocompostos AgNP-CaGP quando comparados com as AgNP isoladas. Conclui-se que os nanocomposto formado por AgNP e CaGP apresenta efetividade antimicrobiana contra importantes patógenos relacionados a cárie dentária e que sua citotoxicidade foi reduzida quando utilizou-se a casca da romã como agente redutor da prata.

The aim of this study was to synthesize and characterize nanomaterials compounds by silver nanoparticles (AgNP) and calcium glycerophosphate (CaGP) synthesized by chemical route using sodium borihidreto or sodium citrate, and phytochemical through pomegranate peel extract, and evaluate its antimicrobial effect against reference strains of Candida albicans (ATCC 10231) and Streptococcus mutans (ATCC 25175) and its cytotoxicity in fibroblast cells (L929). Besides, reducing agent for chemical syntheses, is varied the silver concentration (1 or 10%), the form of CAGP (micro or nanoparticulate), the solvent used in synthesis (deionized water or isopropanol) and the form of the nanocomposite ( suspended, dry in incubator or lyophilized). For the phytochemical synthesis, utilized the peel extract of pomegranate obtained by percolation in ethanol (70%) and total phenolic compounds was expressed in gallic acid standard and ellagic acid concentration respectively quantified by colorimetric method HPLC. The characterization of nanocomposites and controls containing only AgNP was made by UV-Vis spectroscopy, SEM and EDX. The antimicrobial activity was evaluated by the minimum inhibitory concentration according to the microdilution method (CLSI M27-M07-A2 and A9), whereas fibroblast cell viability was quantitated using fluorimetric method (Alamar Blue). These experiments were performed in triplicate on three different occasions and the cell viability percentage data were analyzed by one-way ANOVA followed by Bonferroni test (α = 5%). For all syntheses were associated between AgNP and CaGP. However only by microscopy at a concentration of 10% silver visualized the AgNP decorating the surface of CaGP (synthesis with sodium borihidreto and isopropanol) shrouded by CaGP or (synthesis with borihidreto and water and pomegranate peel). The nanocompounds synthesized by chemical route, were more effective against the microorganisms than synthesized by the phytochemical route, especially when used sodium citrate as reducing agent. Through the phytochemical route with the pomegranate, the AgNP-CaGP nanocomposite was more effective against C. albicans that AgNP and the opposite occurred to S. mutans. The use of pomegranate extract for the synthesis significantly (p <0.05) cytotoxicity both AgNP-CaGP nanocomposite of AgNP as compared to those synthesized chemically, regardless of the reducing agent used in the reaction. Yet, for all the syntheses, the CaGP reduced significantly (p <0.05) the cytotoxicity of nanocomposites AgNP-CaGP when compared with the isolated AgNP. It concludes that the nanocomposite formed by AgNP and CaGP has antimicrobial effectiveness against important pathogens related with caries and their cytotoxicity was reduced when used the pomegranate peel as reducing agent of silver.