Effect of methylene blue-mediated antimicrobial photodynamic therapy on dentin caries microcosms

Abstract

Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) has been proposed as an adjuvant treatment of dental caries, although there are no well-defined protocols to its clinical application. This study aimed to evaluate the influence of aPDT on the viability of microorganisms, vitality of biofilms, and lactic acid production of dentin caries microcosms. Biofilms were grown on bovine dentin discs in anaerobic conditions at 37 °C for 5 days, inoculating infected carious dentin in modified McBain medium plus 1% sucrose. The biofilms were treated by the combination of deionized water or 100 mg L methylene blue (MB) with 0, 37.5, or 75 J cm LED at 630 nm. The counts of total microorganisms, total streptococci, mutans streptococci, and total lactobacilli were determined by colony-forming units (CFU). The vitality of microbial cells in intact biofilms was measured by confocal laser scanning microscope (CLSM). The lactic acid production was analyzed by enzymatic spectrophotometry at 340 nm. Statistical analysis was conducted by Kruskal-Wallis and post hoc Dunn's tests (P < 0.05). MB and 37.5 J cm LED alone did not interfere in the viability of microorganisms, unlike 75 J cm LED alone that decreased the total microorganism and lactobacillus counts. The combination of MB and 75 J cm LED reduced the viability of all microorganisms and the vitality of intact biofilms. The production of lactic acid was statistically lower in all treatment groups in comparison with that of the control (no treatment), except for MB alone. Therefore, the MB-mediated aPDT was effective in controlling the viability, vitality and the acidogenicity of dentin caries microcosms.

Eficácia do uso de lasers ou clorexidina na redução microbiana em lesões de cárie produzidas artificialmente

“…Trata-de de um corante fenotiazínico catiônico com baixo peso molecular e pico de absorção de luz no espectro de emissão do vermelho (660 nm), efetivo contra microrganismos Gram-positivos e Gram-negativos. Dessa forma, o azul de metileno exibe propriedades satisfatórias, tais como baixa toxicidade para as células humanas, alta taxa de absorção no comprimento de onda do vermelho e geração de espécies reativas de oxigênio que são citotóxicas para as bactérias (Méndez et al, 2018). Uma das limitações deste estudo, referente à aPDT e à metodologia proposta de indução de lesão com apenas o S. mutans, pode estar relacionada ao fato de que existem milhares de bactérias na microbiota oral e que juntas são capazes de se agregar e formar um biofilme complexo.…”

“…Como benefício adicional, a aPDT pode reduzir a carga de microrganismos presentes nesta dentina remanescente (Ornellas et al, 2018). Sendo assim, tem sido proposta como etapa adjuvante no manejo de lesões de cárie em dentina profunda, embora não existam protocolos bem definidos para sua aplicação clínica (Méndez et al, 2018).…”

Emprego da terapia fotodinâmica na remissão microbiológica de biofilme supragengival aderido à superfície dental

“…Na odontologia, a terapia fotodinâmica antibacteriana (aPDT) é vista como um protocolo moderno para desinfecção, mostrando-se eficaz no processo do combate à resistência medicamentosa (3,42). aPDT é um tratamento local minimamente invasivo que faz uso da combinação entre um fotossensibilizador apropriado e uma fonte de luz com um comprimento de onda específico em contato com oxigênio externo (45,46). Sua aplicabilidade é ampla dentro do campo odontológico, podendo realizar desde diagnóstico de lesões orais malignas e tratamento de câncer oral, até a inativação de infecções causadas por micro-organismos como bactérias, vírus e fungos (46).…”

“…Essa terapia também se aplica para preparo de cavidade de lesões cariosas. É realizada uma desinfecção da dentina contaminada (45,46,48) altos (24). É um corante sintético de fenotiazina catiônico, de baixo peso molecular e com um pico de absorção de luz de 550 nm até 700 nm (24,45,48).…”

“…Por consequência, essa bactéria Gram-negativa é considerada a estrutura central que compõe o biofilme, além de ser peça-chave em sua maturação(39).Dessa forma, um dos fatores ligados à eficácia da ação da aPDT é o modelo de biofilme utilizado, pois a localização da célula na estrutura do biofilme é relevante, pois as que se localizam em camadas mais profundas são mais resistentes. Isso ocorre devido ao seu perfil de metabolismo mais baixo causado pela escassez de espaço intercelular, pela quantidade de matriz extracelular e baixas concentrações de oxigênio e nutrientes(45).Uma das consequências dessa arquitetura é dificuldade de difusão e acesso às células por agentes antimicrobianos. Outro meio de proteção é a capacidade de transporte de agente tóxicos por estruturas provenientes do S. mutans, funcionando como uma bomba de efluxo, que consegue eliminar grandes quantidade de compostos tóxicos que não se assemelham quimicamente à célula.…”