Edta@karbon nanodot kaplı gümüş nanopartiküllerinin, p. gingivalis, agregatibacter actinomycetemcommitans, p. intermedia periodontopatojenlerine karşı antibakteriyel etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the antibacterial effect of edta@carbon nanodot coated silver nanoparticles against p. gingivalis, aggregatibacter actinomycetemcommitans, p. intermedia periodontopatogens
Yazar: BÜŞRA HACISALİHOĞLU
Danışman: PROF. DR. VAROL ÇANAKÇI
Ordu Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Periodontoloji Ana Bilim Dalı / Periodontoloji Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2023
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Amaç: Mikrobiyal patojenlerde antibiyotik dirençliliği dünyada ciddi bir sağlık sorunu haline gelmiştir. Son yıllarda, antimikrobiyal aktiviteye sahip yeni bileşikler geliştirmek için daha etkili alternatif tedavi yaklaşımları araştırılmaktadır. Periodontal hastalıklarla güçlü ilişkileri kanıtlanmış Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Prevotella İntermedia ve kariyojenik etkileri ile bilinen Streptococcus mutans sahip olduğu virulans faktörleriyle antimikrobiyallere karşı direnç geliştirip dental tedavileri güçleştirirler. Diş anatomisinin mikrobiyal dental biyofilmin oluşumu için uygun bir habitat oluşturması, derin periodontal ceplerdeki mikroorganizmalara erişimin yeterli olmaması ve mevcut antimikrobiyal ajanlara karşı dirençli suşların sayısındaki artış sıklıkla kalıcı ve dirençli enfeksiyonlara neden olur. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için yeni yaklaşımlar tasarlamak ve geliştirmek son derece önemlidir. Nanopartiküller, benzersiz etki tarzları, güçlü antimikrobiyal aktiviteleri ve enfeksiyon bölgesinde çok daha küçük dozlarda uzun süreli etkili tedavi sağlamaları nedeniyle popülerlik kazanmıştır. Bu özellikler yüzey alanı/hacim oranının yüksek oluşu ile bakteri yüzeyi ile daha fazla etkileşimde bulunabilirlik, modifiye edilerek daha fonksiyonel hale getirilebilme, mükemmel optik ve elektriksel davranış göstererek bakteri yüzeyine tutunabilirite ve floresans özelliği sayesinde görüntülenebilirite olarak ifade edilir. AgNP'ler, geniş aktivite spektrumları ve biyouyumlulukları nedeniyle en etkili antimikrobiyal ajanlar olarak kabul edilir ve geleneksel antimikrobiyal ajanlara çekici bir alternatif sunar.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada, hidrotermal yöntemle sentezlenen yeni nesil bir antimikrobiyal ajan olarak EDTA@CD-Ag NP kullanılmıştır. Bu özgün madde UV-görünür ışık (UV-vis) absorpsiyon spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), elementel haritalama, enerji dağılımlı X-ışınları (EDX) mikroanalizi, Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ile karakterize edilmiştir. Aynı zamanda bu maddenin Streptococcus mutans ATCC 35668, Streptococcus salivarius ATCC 13419, Aggregatibacter actinomycetemcomitans DSM 11123, Prevotella İntermedia DSM 20706 suşlarına karşı bakterisidal etkinliğini değerlendirmiştir. Antimikrobiyal deney mikrodilüsyon sıvı test metodu kullanılarak minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) değerinin belirlenmesi üzerine araştırılmıştır.
Bulgular: EDTA@CD-Ag NP'nin karakaterizasyonu için alınan SEM görüntüsüne göre partikül boyutu ortalama 52 nm olarak belirlenmiştir. Nano partiküllerden oluştuğu netleşen solüsyonun S. salivarius'un 875 µg/ml, S. mutans'ın 109 µg/ml, A. Actinomycetemcomitans'ın 109 µg/ml ve P. intermedia'nın 54 µg/ml konsantrasyonlarında üremesini engellediği gözlenmiş ve MİK değerleri anlaşılmıştır. 
Sonuç: Sonuç olarak EDTA@CD-AgNP'nin her bir bakteri için iyi birer bakterisidal etkinlik sağladığı doğrulanmıştır. Pozitif ve negatif kontrol grupları ile kıyaslandığında deney gruplarının her bir bakteri için antibakteriyel etkinlik gösterdiği gözlemlenmiştir. Ayrıca antimikrobiyal solüsyona karşı bakterilerin hassasiyet sıralaması; P. intermedia> S. mutans = A. actinomycetemcomitan> S. salivarius şeklindedir.
Anahtar Kelimeler: Nano diş hekimliği, karbon dot, gümüş nanopartikülleri, EDTA, periodontal patojenler, antibakteriyel

Abstract:
Objective: Antibiotic resistance in microbial pathogens has become a serious health problem in the world. In recent years, more effective alternative treatment approaches have been investigated to develop new compounds with antimicrobial activity. Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Prevotella Intermedia which are proven to be strongly related with periodontal diseases; Streptococcus mutans, known for their cariogenic effects develop resistance to antimicrobials and complicate dental treatments with their virulence factors. The fact that dental anatomy creates a suitable habitat for the formation of microbial dental biofilm, insufficient access to microorganisms in deep periodontal pockets and an increase in the number of strains resistant to existing antimicrobial agents often cause persistent and resistant infections. It is extremely important to design and develop new approaches to overcome these limitations. Nanoparticles have gained popularity due to their unique mode of action, potent antimicrobial activity and providing long-lasting effective treatment at much smaller doses at the site of infection. These features are expressed as higher surface area/volume ratio, greater interaction with the bacterial surface, ability to be modified and made more functional, adhesion to the bacterial surface by showing excellent optical and electrical behavior and displayability thanks to fluorescence properties. AgNPs are considered the most effective antimicrobial agents due to their broad spectrum of activity and biocompatibility. Therefore it offers an attractive alternative to traditional antimicrobial agents.
Materials and Methods: In this study, EDTA@CD-Ag NP was used as a new generation antimicrobial agent synthesized by hydrothermal method. This unique material has been characterized by UV–visible (UV-vis) spectrophotometry, scanning electron microscopy (SEM), elemental mapping, energy dispersive X-rays (EDX) microanalysis, Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. It also evaluated the bactericidal activity of this substance against Streptococcus mutans ATCC 35668, Streptococcus salivarius ATCC 13419, Aggregatibacter actinomycetemcomitans DSM 11123, Prevotella Intermedia DSM 20706 strains. The antimicrobial assay was investigated on the determination of the  minimum inhibitory concentration (MIC) value using the microdilution liquid test method.
Results: According to the SEM image taken for the characterization of EDTA@CD-Ag NP, the average particle size was determined as 52 nm. It was observed that the solution, which became clear to consist of nano particles, prevented the growth of S. salivarius at 875 µg/ml, S. mutans 109 µg/ml, A. Actinomycetemcomitans 109 µg/ml and P. intermedia 54 µg/ml concentrations. Thus, the minimum inhibitory consent values were determined.
Conclusion: As a result, it has been confirmed that EDTA@CD-AgNP provides good bactericidal activity for each bacteria. When compared with the positive and negative control groups, it was observed that the experimental groups showed antibacterial activity for each bacteria. In addition, susceptibility ranking of bacteria to antimicrobial solution; P. intermedia> S. mutans = A. Actinomycetemcomitans> S. salivarius.
Keywords: Nano dentistry, carbon dot, silver nanoparticles, EDTA, periodontal pathogens, antibacterial agent