Antioxidant and antimicrobial activities of Thymus vulgaris essential oil contained and synthesis thymus (Vulgaris) silver nanoparticles / Atividades antioxidante e antimicrobiana do óleo essencial de Thymus vulgaris contido e síntese de nanopartículas de prata de timo (Vulgaris)

Several species of thymus have therapeutic properties, so they are used in traditional medicine. In this work was carried out to synthesize Thymus vulgalis silver nanoparticles (TSNPS) and evaluate antioxidant and antimicrobial activities of TSNPS and T. vulgalis essential oil extract (TEOE). The essential oils analyzed by GC-MS and were characterized. Major compounds of phenol, 2 methyl 5 (1 methylethyle) (CAS), thymol and 1,2 Benzene dicarboxylic acid, 3 nitro (CAS) (48.75%, 32.42% and 8.12%, respectively) were detected. Results demonstrated that the TSNPS gave a highest DPPH radical scavenging activity, it was obtained 97.2 at 1000 ug/ml. TSNPS, Thymus + Hexane (T+H), Thymus + Ethanol (T+E) gave the greatest antimicrobial activity than amoxicillin (AM) and ciprofloxacin (CIP). In conclusion: The essential oil of thymus (Vulgaris) and thymus (Vulgaris) silver nanoparticles can be a good source of natural preservatives as an antioxidant and antimicrobial agents for increasing the shelf life of foodstuffs.

Diversas espécies de timo possuem propriedades terapêuticas, por isso são utilizadas na medicina tradicional. Neste trabalho foi realizado para sintetizar nanopartículas de prata Thymus vulgalis (TSNPS) e avaliar as atividades antioxidante e antimicrobiana de TSNPS e extrato de óleo essencial de T. vulgalis (TEOE). Os óleos essenciais analisados por GC-MS e foram caracterizados. Os principais compostos de fenol, 2 metil 5 (1 metiletilo) (CAS), timol e ácido 1,2 Benzenodicarboxílico, 3 nitro (CAS) (48,75%, 32,42% e 8,12%, respectivamente) foram detectados. Os resultados demonstraram que o TSNPS deu uma maior atividade de eliminação do radical DPPH , foi obtido 97,2 a 1000 ug / ml. TSNPS, Timo + Hexano (T + H), Timo + Etanol (T + E) deu a maior atividade antimicrobiana do que amoxicilina (AM) e ciprofloxacina (CIP). Em conclusão: O óleo essencial de nanopartículas de prata do timo (Vulgaris) e do timo (Vulgaris) pode ser uma boa fonte de conservantes naturais como agentes antioxidantes e antimicrobianos para aumentar a vida útil de alimentos.

Antioxidant and antimicrobial activities of Thymus vulgaris essential oil contained and synthesis thymus (Vulgaris) silver nanoparticles

Abstract Several species of thymus have therapeutic properties, so they are used in traditional medicine. In this work was carried out to synthesize Thymus vulgalis silver nanoparticles (TSNPS) and evaluate antioxidant and antimicrobial activities of TSNPS and T. vulgalis essential oil extract (TEOE). The essential oils analyzed by GC-MS and were characterized. Major compounds of phenol, 2 methyl 5 (1 methylethyle) (CAS), thymol and 1,2 Benzene dicarboxylic acid, 3 nitro (CAS) (48.75%, 32.42% and 8.12%, respectively) were detected. Results demonstrated that the TSNPS gave a highest DPPH radical scavenging activity, it was obtained 97.2 at 1000 ug/ml. TSNPS, Thymus + Hexane (T+H), Thymus + Ethanol (T+E) gave the greatest antimicrobial activity than amoxicillin (AM) and ciprofloxacin (CIP). In conclusion: The essential oil of thymus (Vulgaris) and thymus (Vulgaris) silver nanoparticles can be a good source of natural preservatives as an antioxidant and antimicrobial agents for increasing the shelf life of foodstuffs.

Resumo Diversas espécies de timo possuem propriedades terapêuticas, por isso são utilizadas na medicina tradicional. Neste trabalho foi realizado para sintetizar nanopartículas de prata Thymus vulgalis (TSNPS) e avaliar as atividades antioxidante e antimicrobiana de TSNPS e extrato de óleo essencial de T. vulgalis (TEOE). Os óleos essenciais analisados por GC-MS e foram caracterizados. Os principais compostos de fenol, 2 metil 5 (1 metiletilo) (CAS), timol e ácido 1,2 Benzenodicarboxílico, 3 nitro (CAS) (48,75%, 32,42% e 8,12%, respectivamente) foram detectados. Os resultados demonstraram que o TSNPS deu uma maior atividade de eliminação do radical DPPH , foi obtido 97,2 a 1000 ug / ml. TSNPS, Timo + Hexano (T + H), Timo + Etanol (T + E) deu a maior atividade antimicrobiana do que amoxicilina (AM) e ciprofloxacina (CIP). Em conclusão: O óleo essencial de nanopartículas de prata do timo (Vulgaris) e do timo (Vulgaris) pode ser uma boa fonte de conservantes naturais como agentes antioxidantes e antimicrobianos para aumentar a vida útil de alimentos.

Antioxidant and antimicrobial activities of Thymus vulgaris essential oil contained and synthesis thymus (Vulgaris) silver nanoparticles / Atividades antioxidante e antimicrobiana do óleo essencial de Thymus vulgaris contido e síntese de nanopartículas de prata de timo (Vulgaris)

Abstract Several species of thymus have therapeutic properties, so they are used in traditional medicine. In this work was carried out to synthesize Thymus vulgalis silver nanoparticles (TSNPS) and evaluate antioxidant and antimicrobial activities of TSNPS and T. vulgalis essential oil extract (TEOE). The essential oils analyzed by GC-MS and were characterized. Major compounds of phenol, 2 methyl 5 (1 methylethyle) (CAS), thymol and 1,2 Benzene dicarboxylic acid, 3 nitro (CAS) (48.75%, 32.42% and 8.12%, respectively) were detected. Results demonstrated that the TSNPS gave a highest DPPH radical scavenging activity, it was obtained 97.2 at 1000 ug/ml. TSNPS, Thymus + Hexane (T+H), Thymus + Ethanol (T+E) gave the greatest antimicrobial activity than amoxicillin (AM) and ciprofloxacin (CIP). In conclusion: The essential oil of thymus (Vulgaris) and thymus (Vulgaris) silver nanoparticles can be a good source of natural preservatives as an antioxidant and antimicrobial agents for increasing the shelf life of foodstuffs.

Resumo Diversas espécies de timo possuem propriedades terapêuticas, por isso são utilizadas na medicina tradicional. Neste trabalho foi realizado para sintetizar nanopartículas de prata Thymus vulgalis (TSNPS) e avaliar as atividades antioxidante e antimicrobiana de TSNPS e extrato de óleo essencial de T. vulgalis (TEOE). Os óleos essenciais analisados por GC-MS e foram caracterizados. Os principais compostos de fenol, 2 metil 5 (1 metiletilo) (CAS), timol e ácido 1,2 Benzenodicarboxílico, 3 nitro (CAS) (48,75%, 32,42% e 8,12%, respectivamente) foram detectados. Os resultados demonstraram que o TSNPS deu uma maior atividade de eliminação do radical DPPH , foi obtido 97,2 a 1000 ug / ml. TSNPS, Timo + Hexano (T + H), Timo + Etanol (T + E) deu a maior atividade antimicrobiana do que amoxicilina (AM) e ciprofloxacina (CIP). Em conclusão: O óleo essencial de nanopartículas de prata do timo (Vulgaris) e do timo (Vulgaris) pode ser uma boa fonte de conservantes naturais como agentes antioxidantes e antimicrobianos para aumentar a vida útil de alimentos.

Perfil de sensibilidade antimicrobiana e formação de biofilme por amostras de bacilos gram-negativos derivados de serpentes

Introduction: Gram-negative bacilli, both enterobacteria and nonfermenters, are the main responsible for infections in snakes, and have been presenting an increasing number of multiresistant antimicrobial isolates, through the production of beta- lactamases and other mechanisms, in addition to the ability to form a biofilm. Objectives: This work aimed to realize the microbiological diagnosis of bacteria strains isolated from snakes, to verify the sensitivity profile to antimicrobials and the ability to form a biofilm; as well as to determine the minimum inhibitory concentration of selected strains against gentamicin and the antimicrobial activity of silver nanoparticles. Methodology: Identification tests were carried out on 37 bacterial strains, followed by disc-diffusion antibiogram tests and disc-approximation tests with antibiotics on representative strains. Biofilm formation was verified by staining with crystal violet, in addition to the minimum inhibitory concentration of gentamicin and antimicrobial activity of silver nanoparticles. Results and discussion: The isolates showed high sensitivity to Aztreonam, Ceftazedime, Cefepime, Ertapenem, Gentamicin and Levofloxacin (72,9% a 97,22%), with lower susceptibility to: Imipinem, Cefotaxin and Tetraciclin (56,75% a 65,16%). Five strains (13,5%) showed multidrug resistance and 91.67% of the 12 tested clinical strains were producers of extended spectrum beta lactamase. The nanoparticles showed bacteriostatic as well as bactericidal potential, in addition to inhibiting biofilm formation in approximately 77.77% of the tested strains. These results demonstrate the variation in the pattern of resistance, ranging from a high level of sensitivity to multidrug-resistant strains. Biofilm formation capacity is an important factor for bacterial persistence in the host and in the environment, and resistance to antibiotics. Conclusion: Monitoring antibiotic resistance provides data for more appropriate antibiotic therapy and resistance control in infections caused by Gram-negative bacilli. Silver nanoparticles were effective in inducing bacterial death and inhibiting biofilm formation in most of the tested strains, proving to be an important treatment alternative.

Introdução: Bacilos gram-negativos, tanto enterobactérias como não fermentadores são os principais responsáveis por infecções em serpentes, e vêm apresentando um número crescente de isolados multirresistentes a antimicrobianos, através da produção de beta-lactamases e de outros mecanismos, além da capacidade de formação de biofilme. Objetivos: Este trabalho teve como objetivo realizar o diagnóstico microbiológico de amostras de bactérias isoladas de serpentes, verificar o perfil de sensibilidade a antimicrobianos e a capacidade de formação de biofilme; assim como determinar a concentração inibitória mínima de cepas selecionadas frente à gentamicina e a atividade antimicrobiana de nanopartículas de prata. Metodologia: Foram realizados testes de identificação de 37 amostras bacterianas, posteriormente os testes de antibiograma por disco-difusão e de disco-aproximação com antibióticos de amostras representativas. Foi verificada a formação de biofilme através da coloração com cristal violeta, além da concentração inibitória mínima de gentamicina e atividade antimicrobiana de nanopartículas de prata. Resultados e Discussão: Os isolados apresentaram alta sensibilidade a Aztreonam, Ceftazedime, Cefepime, Ertapenem, Gentamicina e Levofloxacin (72,9% a 97,22%), apresentando menor suscetibilidade a: Imipinem, Cefotaxin e Tetraciclina (56,75% a 65,16%). Cinco cepas (13,5%) apresentaram multirresistência e 91,67% de 12 amostras clínicas testadas se apresentaram como produtoras de beta lactamases de espectro estendido. As nanopartículas apresentaram potencial bacteriostático, tanto quanto bactericida, além de inibir a formação de biofilme em aproximadamente 77,77% das amostras retestadas. Esses resultados demonstram a variação no padrão de resistência, apresentando desde alto nível de sensibilidade até cepas multirresistentes. A capacidade de formação de biofilme é um fator importante para a persistência bacteriana no hospedeiro e no ambiente, e a resistência a antibióticos. Conclusão: O monitoramento da resistência aos antibióticos fornece dados para antibioticoterapia mais adequada e controle da resistência em infecções causadas por bacilos Gram-negativos. As nanopartículas de prata foram eficazes ao induzir morte bacteriana, e inibir a formação de biofilme na maioria das amostras testadas, mostrando-se uma importante alternativa de tratamento.

Avaliação de alumina e carvão ativado conjugados com nanopartículas de prata como pré-tratamentos para nanofiltração visando à redução da incrustação / Evaluation of alumina and activated carbon conjugated to silvernanoparticles as nanofiltration pre-treatments aiming at fouling reduction

RESUMO A má distribuição geográfica de águas em território nacional aliada ao seu desperdício, à poluição dos cursos d'água próximos aos centros urbanos e industriais e à eficiência inadequada de processos de tratamento convencionais faz com que o tratamento e o reúso de água sejam tópicos de crescente importância no Brasil. Um dos métodos de tratamento de água são os processos de separação por membranas, como a nanofiltração. No entanto, esses processos estão sujeitos ao fenômeno de incrustação, que provoca diminuição gradativa de sua eficiência. Sendo assim, o presente trabalho visou à avaliação de diferentes métodos de pré-tratamento de água para mitigação da formação de biofilme em membranas de nanofiltração. Os processos de adsorção em partículas de alumina e desinfecção por meio de carvão ativado impregnado com nanopartículas de prata foram aplicados em uma amostra de um corpo d'água superficial. As amostras com e sem pré-tratamento foram nanofiltradas e a propensão à incrustação de cada uma foi avaliada. As eficiências de remoção de compostos orgânicos dos adsorventes empregados separadamente e em conjunto e as análises de absorção UV/Vis, microscópio eletrônico de varredura e espectroscopia de energia dispersiva do carvão ativado impregnado com nanopartículas de prata mostraram que os materiais empregados no pré-tratamento puderam ser apropriadamente sintetizados. Foi possível também identificar os principais grupos funcionais dos biopolímeros presentes nos biofilmes formados ao longo do tempo. Por fim, pôde-se observar que a adsorção da matéria orgânica é mais eficiente para o controle da incrustação rápida, enquanto o efeito bactericida se destaca no controle a longo prazo.

ABSTRACT The poor geographical distribution of water in the national territory combined with its waste, the pollution of watercourses close to urban and industrial centers, and the inadequate efficiency of conventional treatment processes make the treatment and reuse of water topics of increasing importance in Brazil. One of the advanced water treatment methods is membrane separation processes, such as nanofiltration. However, these processes are subject to fouling phenomenon, which causes a gradual decrease in the efficiency of the process. Therefore, the present work aims to evaluate different methods of pretreatment of water to mitigate the formation of biofilm in nanofiltration membranes. The adsorption processes on alumina particles and disinfection through activated carbon impregnated with silver nanoparticles were applied to a sample of a surface water body. Samples with and without pretreatment were nanofiltered and the propensity to fouling was evaluated. The efficiency of the adsorbents, used both separately and together, in removing organic compounds and the UV/Vis, scanning electron microscope, and Energy-dispersive X-ray spectroscopy analyses of the activated carbon impregnated with silver nanoparticles showed that the materials used in the pre-treatment were properly synthesized. It was also possible to identify the main functional groups of the biopolymers present in biofilms formed over time. Finally, it was observed that the adsorption of organic matter is more efficient for the control of rapid fouling while the bactericidal effect stands out in the long-term fouling control.

Synthesis of silver nanoparticles using Lactobacillus bulgaricus and assessment of their antibacterial potential / Síntese de nanopartículas de prata usando Lactobacillus bulgaricus e avaliação de seu potencial antibacteriano

Many pathogenic strains have acquired multidrug-resistant patterns in recent a year, which poses a major public health concern. The growing need for effective antimicrobial agents as novel therapies against multidrug-resistant pathogens has drawn scientist attention toward nanotechnology. Silver nanoparticles are considered capable of killing multidrug-resistant isolates due to their oligo-dynamic effect on microorganisms. In this research study NPs were synthesized using the gram-positive bacteria Lactobacillus bulgaricus and its activity against selected pathogenic strains. Lactobacillus bulgaricus pure cultures were isolated from raw milk and grown in "De Man, Rogasa, and Sharp" broth for synthesis of nanoparticles. Lactobacillus bulgaricus culture was centrifuged and Cellfree supernatant of it was employed with aqueous silvery ions and evaluated their antibacterial activities against bacterial strains i.e. Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis and Salmonella typhi using agar well diffusion assay. Antibiotic profiling against selected pathogenic strains were also conducted using disc diffusion method. The synthesis and characterization of silver nanoparticles were monitored primarily by the conversion of the pale-yellow color of the mixture into a dark-brown color and via ultraviolet-visible absorption spectroscopy and Scanning electron microscopy respectively. The result showed that that AgNPs with size (30.65-100 nm) obtained from Lactobacillus bulgaricus were found to exhibit antibacterial activities against selected bacterial strains. Taken together, these findings suggest that Lactobacillus bulgaricus has great potential for the production of AgNPs with antibacterial activities and highly effective in comparison to tested antibiotics.

Muitas cepas patogênicas adquiriram padrões multirresistentes nos últimos anos, o que representa um grande problema de saúde pública. A crescente necessidade de agentes antimicrobianos eficazes como novas terapias contra patógenos multirresistentes atraiu a atenção dos cientistas para a nanotecnologia. As nanopartículas de prata são consideradas capazes de matar isolados multirresistentes por causa de seu efeito oligodinâmico em microrganismos. Neste estudo de pesquisa, as NPs foram sintetizadas usando a bactéria Gram-positiva Lactobacillus bulgaricus e sua atividade contra cepas patogênicas selecionadas. Culturas puras de Lactobacillus bulgaricus foram isoladas do leite cru e cultivadas em caldo "De Man, Rogasa e Sharp" para síntese de nanopartículas. A cultura de Lactobacillus bulgaricus foi centrifugada, e o sobrenadante livre de células foi empregado com íons prateados aquosos, avaliando-se suas atividades antibacterianas contra cepas bacterianas, isto é, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis e Salmonella typhi usando ensaio de difusão em poço de ágar. O perfil de antibióticos contra cepas patogênicas selecionadas também foi conduzido usando o método de difusão em disco. A síntese e a caracterização das nanopartículas de prata foram monitoradas principalmente pela conversão da cor amarelo-pálida da mistura em uma cor marrom-escura e por espectroscopia de absorção visível e ultravioleta e por microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. O resultado mostrou que AgNPs com tamanho de 30,65-100 nm, obtidas de Lactobacillus bulgaricus, exibiram atividades antibacterianas contra cepas bacterianas selecionadas. Tomados em conjunto, esses achados sugerem que o Lactobacillus bulgaricus tem um grande potencial para a produção de AgNPs com atividades antibacterianas e altamente eficazes em comparação aos antibióticos testados.

Synthesis of silver nanoparticles using Lactobacillus bulgaricus and assessment of their antibacterial potential / Síntese de nanopartículas de prata usando Lactobacillus bulgaricus e avaliação de seu potencial antibacteriano

Many pathogenic strains have acquired multidrug-resistant patterns in recent a year, which poses a major public health concern. The growing need for effective antimicrobial agents as novel therapies against multidrug-resistant pathogens has drawn scientist attention toward nanotechnology. Silver nanoparticles are considered capable of killing multidrug-resistant isolates due to their oligo-dynamic effect on microorganisms. In this research study NPs were synthesized using the gram-positive bacteria Lactobacillus bulgaricus and its activity against selected pathogenic strains. Lactobacillus bulgaricus pure cultures were isolated from raw milk and grown in "De Man, Rogasa, and Sharp" broth for synthesis of nanoparticles. Lactobacillus bulgaricus culture was centrifuged and Cell free supernatant of it was employed with aqueous silvery ions and evaluated their antibacterial activities against bacterial strains i.e. Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis and Salmonella typhi using agar well diffusion assay. Antibiotic profiling against selected pathogenic strains were also conducted using disc diffusion method. The synthesis and characterization of silver nanoparticles were monitored primarily by the conversion of the pale-yellow color of the mixture into a dark-brown color and via ultraviolet-visible absorption spectroscopy and Scanning electron microscopy respectively. The result showed that that AgNPs with size (30.65-100 nm) obtained from Lactobacillus bulgaricus were found to exhibit antibacterial activities against selected bacterial strains. Taken together, these findings suggest that Lactobacillus bulgaricus has great potential for the production of AgNPs with antibacterial activities and highly effective in comparison to tested antibiotics.

Muitas cepas patogênicas adquiriram padrões multirresistentes nos últimos anos, o que representa um grande problema de saúde pública. A crescente necessidade de agentes antimicrobianos eficazes como novas terapias contra patógenos multirresistentes atraiu a atenção dos cientistas para a nanotecnologia. As nanopartículas de prata são consideradas capazes de matar isolados multirresistentes por causa de seu efeito oligodinâmico em microrganismos. Neste estudo de pesquisa, as NPs foram sintetizadas usando a bactéria Gram-positiva Lactobacillus bulgaricus e sua atividade contra cepas patogênicas selecionadas. Culturas puras de Lactobacillus bulgaricus foram isoladas do leite cru e cultivadas em caldo "De Man, Rogasa e Sharp" para síntese de nanopartículas. A cultura de Lactobacillus bulgaricus foi centrifugada, e o sobrenadante livre de células foi empregado com íons prateados aquosos, avaliando-se suas atividades antibacterianas contra cepas bacterianas, isto é, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis e Salmonella typhi usando ensaio de difusão em poço de ágar. O perfil de antibióticos contra cepas patogênicas selecionadas também foi conduzido usando o método de difusão em disco. A síntese e a caracterização das nanopartículas de prata foram monitoradas principalmente pela conversão da cor amarelo-pálida da mistura em uma cor marrom-escura e por espectroscopia de absorção visível e ultravioleta e por microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. O resultado mostrou que AgNPs com tamanho de 30,65-100 nm, obtidas de Lactobacillus bulgaricus, exibiram atividades antibacterianas contra cepas bacterianas selecionadas. Tomados em conjunto, esses achados sugerem que o Lactobacillus bulgaricus tem um grande potencial para a produção de AgNPs com atividades antibacterianas e altamente eficazes em comparação aos antibióticos testados.

Synthesis of silver nanoparticles using Lactobacillus bulgaricus and assessment of their antibacterial potential

Abstract Many pathogenic strains have acquired multidrug-resistant patterns in recent a year, which poses a major public health concern. The growing need for effective antimicrobial agents as novel therapies against multidrug-resistant pathogens has drawn scientist attention toward nanotechnology. Silver nanoparticles are considered capable of killing multidrug-resistant isolates due to their oligo-dynamic effect on microorganisms. In this research study NPs were synthesized using the gram-positive bacteria Lactobacillus bulgaricus and its activity against selected pathogenic strains. Lactobacillus bulgaricus pure cultures were isolated from raw milk and grown in De Man, Rogasa, and Sharp broth for synthesis of nanoparticles. Lactobacillus bulgaricus culture was centrifuged and Cell- free supernatant of it was employed with aqueous silvery ions and evaluated their antibacterial activities against bacterial strains i.e. Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis and Salmonella typhi using agar well diffusion assay. Antibiotic profiling against selected pathogenic strains were also conducted using disc diffusion method. The synthesis and characterization of silver nanoparticles were monitored primarily by the conversion of the pale-yellow color of the mixture into a dark-brown color and via ultraviolet-visible absorption spectroscopy and Scanning electron microscopy respectively. The result showed that that AgNPs with size (30.65-100 nm) obtained from Lactobacillus bulgaricus were found to exhibit antibacterial activities against selected bacterial strains. Taken together, these findings suggest that Lactobacillus bulgaricus has great potential for the production of AgNPs with antibacterial activities and highly effective in comparison to tested antibiotics.

Resumo Muitas cepas patogênicas adquiriram padrões multirresistentes nos últimos anos, o que representa um grande problema de saúde pública. A crescente necessidade de agentes antimicrobianos eficazes como novas terapias contra patógenos multirresistentes atraiu a atenção dos cientistas para a nanotecnologia. As nanopartículas de prata são consideradas capazes de matar isolados multirresistentes por causa de seu efeito oligodinâmico em microrganismos. Neste estudo de pesquisa, as NPs foram sintetizadas usando a bactéria Gram-positiva Lactobacillus bulgaricus e sua atividade contra cepas patogênicas selecionadas. Culturas puras de Lactobacillus bulgaricus foram isoladas do leite cru e cultivadas em caldo De Man, Rogasa e Sharp para síntese de nanopartículas. A cultura de Lactobacillus bulgaricus foi centrifugada, e o sobrenadante livre de células foi empregado com íons prateados aquosos, avaliando-se suas atividades antibacterianas contra cepas bacterianas, isto é, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis e Salmonella typhi usando ensaio de difusão em poço de ágar. O perfil de antibióticos contra cepas patogênicas selecionadas também foi conduzido usando o método de difusão em disco. A síntese e a caracterização das nanopartículas de prata foram monitoradas principalmente pela conversão da cor amarelo-pálida da mistura em uma cor marrom-escura e por espectroscopia de absorção visível e ultravioleta e por microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. O resultado mostrou que AgNPs com tamanho de 30,65-100 nm, obtidas de Lactobacillus bulgaricus, exibiram atividades antibacterianas contra cepas bacterianas selecionadas. Tomados em conjunto, esses achados sugerem que o Lactobacillus bulgaricus tem um grande potencial para a produção de AgNPs com atividades antibacterianas e altamente eficazes em comparação aos antibióticos testados.

Nanopartículas de plata en el tratamiento de la micosis asociada al pie diabético / Silver nanoparticles to treat mycosis associated with diabetic foot / Nanopartículas de prata no tratamento da micose associada ao pé diabético

Resumen: Una proporción importante de infecciones en el pie diabético consisten en onicomicosis y tinea pedis, problema común en el pie, amenazante de la viabilidad del tejido que puede provocar infecciones bacterianas secundarias. Requieren períodos prolongados de tratamiento antimicótico con alta tasas de recaídas y reinfección. Diversos estudios han mostrado la seguridad y eficacia de las nanopartículas de plata (NP Ag) como agente antimicrobiano. Realizamos un estudio donde se evaluó el tratamiento con NP Ag en dermatomicosis del pie de pacientes diabéticos. Método: estudio piloto, abierto, prospectivo, randomizado y controlado en pacientes que asisten a una policlínica de pie diabético. Dieciocho pacientes cumplieron con los criterios de inclusión conformándose dos grupos homogéneos. Ambos grupos recibieron tratamiento estándar que consistió en antimicótico tópico y desbastado mecánico. El grupo intervención utilizó un textil (medias) confeccionadas con hilos con NP Ag. Se realizó control clínico y microbiológico hasta las 12 semanas. Se evaluó el porcentaje de remisión y el tiempo hasta alcanzar el mismo. Resultados: predominó la onicomicosis y el germen Trichophyton rubrum. En el grupo intervención se logró un mayor porcentaje de remisión de lesiones y en un tiempo menor que el grupo control. Conclusiones: el uso de medias confeccionadas con hilos de NP Ag se asoció con una mayor probabilidad de curación completa en un período de 12 semanas a pesar de que el número de pacientes no permitió llegar al nivel de significación estadística, pudiendo contribuir a la prevención de infecciones o úlceras suplementarias en el pie diabético.

Summary: Onychomycosis and tinea pedis represent a significant proportion of infections in the diabetic foot, a common foot problem, and they constitute a threat to the viability of tissues that may provoke secondary bacterial infections. To combat them, antifungal treatments are required for long periods of time, the rates of relapse and reinfection being high. Several studies have proved the safety and effectiveness of silver nano particles (NP Ag) as an antimicrobial agent. A study was conducted to assess nanoparticle agents for foot dermatomycosis in diabetic patients. Method: pilot, open, prospective randomized and controlled study in patients who are assisted in a diabetic foot policlinic. 18 patients complied with the inclusion criteria and two homogeneous groups were formed. Both groups received standard treatment consisting in topic antifungal and mechanical roughing. The intervention groups used a textile (stockings) made with silver nanoparticle threads. Clinical and microbiological control was made during 12 weeks, also assessing the remission percentage and the time it took to achieve it. Resultados: onychomycosis and trichophyton rubrum prevailed. The intervention group showed a greater percentage of remission of lesions in a period of time that was shorter than that of the control group. Conclusions: the use of stockings made with NP Ag threads was associated with a greater probability of complete healing, in a 12-week period, despite the fact that the number of patients was not statistically significant. This could contribute to the prevention of supplementary infections or ulcers in the diabetic foot.

Resumo: Uma proporção significativa de infecções do pé diabético consiste em onicomicose e Tinea pedis, um problema comum nos pés que ameaça a viabilidade do tecido e pode causar infecções bacterianas secundárias. Requerem períodos prolongados de tratamento antifúngico com altas taxas de recidiva e reinfecção. Vários estudos têm demonstrado a segurança e a eficácia das nanopartículas de prata (NP Ag) como agente antimicrobiano. Realizamos um estudo onde o tratamento com NP Ag foi avaliado na dermatomicose do pé de pacientes diabéticos. Método: estudo piloto, aberto, prospectivo, randomizado e controlado em pacientes atendidos em uma policlínica de pé diabético. Dezoito pacientes preencheram os critérios de inclusão, formando dois grupos homogêneos. Ambos os grupos receberam tratamento padrão que consiste em antifúngico tópico e moagem mecânica. O grupo intervenção utilizou um tecido (meias) confeccionado com fios NP Ag. O controle clínico e microbiológico foi realizado até 12 semanas. A porcentagem de remissão e o tempo para alcançá-la foram avaliados. Resultados: predominaram a onicomicose e o germe Trichophyton rubrum. No grupo intervenção, obteve-se maior percentual de remissão das lesões e em menor tempo que o grupo controle. Conclusões: o uso de meias confeccionadas com fios NP Ag esteve associado a uma maior probabilidade de cura completa, no período de 12 semanas, apesar do número de pacientes não permitir atingir o nível de significância estatística, podendo contribuir para a prevenção de infecções ou úlceras adicionais no pé diabético.

Influência de diferentes tipos de nanopartículas de prata na biodegradação da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos / Influence of different types of silver nanoparticles on the biodegradation of the organic fraction of municipal solid waste

RESUMO Os resíduos sólidos urbanos (RSU) contêm aproximadamente 50% de fração orgânica (FO), que, por meio de processos de biodegradação em aterros sanitários, resultam em lixiviados e biogás. A degradação anaeróbia ocorre impulsionada por processos microbianos realizados por um consórcio complexo de micro-organismos, responsáveis pelas diferentes fases. Por outro lado, observa-se que as nanopartículas (NP), especialmente as de prata (NPsAg), vêm sendo cada vez mais utilizadas em novos produtos. Assim, os RSU podem apresentar materiais nanoparticulados, que, depositados em aterros sanitários, se comportam de maneira ainda pouco conhecida, podendo influenciar os processos de biodegradação. Os objetivos do presente trabalho são analisar e verificar o potencial metanogênico de resíduos sólidos orgânicos com e sem a interferência de diferentes concentrações e tipos de NPsAg. Para isso, foram realizados ensaios do potencial biometanogênico com as concentrações de 5, 15, 45, 50, 150 e 450 mg NPsAg.kg−1 RSU e comparados com a amostra padrão (branco). Diferentes tipos de nanopartículas foram utilizados: sólido (em pó), solução em base aquosa e em base alcoólica com álcool polivinílico (PVA). Os resultados mostram que, em concentrações altas (150 e 450 mg NPsAg.kg−1), as NPsAg tendem a diminuir a atividade dos micro-organismos metanogênicos. Finalmente, a modelagem dos resultados mostrou que o modelo logístico se ajusta bem aos dados experimentais. A regressão linear entre os parâmetros desse modelo e a concentração de NPsAg demonstram o decréscimo dos parâmetros com o aumento na concentração desses compostos.

ABSTRACT Municipal solid waste (MSW) contains approximately 50% of organic fraction (OF), which through landfill biodegradation processes results in leachate and biogas. Anaerobic degradation occurs driven by microbial processes, with a complex consortium of microorganisms, responsible for different phases. On the other hand, it is observed that nanoparticles (NPs), specially silver nanoparticles (AgNPs), have been appearing in a large range of new products. The MSW, for example, can present nanoparticulate materials, which, deposited in landfills, behave in a way still little known in science, and that can influence the biodegradation processes. The objective of this work is to analyze and verify the biochemical methanogenic potential of organic solid waste with and without the interference of different concentrations and types of AgNPs. For that purpose, tests of biochemical methane potential (BMP) with the concentrations of 5, 15 and 45, 50, 150 and 450 AgNPs mg.kg−1 were carried out and verified through a standard sample (white). Different types of nanoparticles were used: solid (powder), and two solutions, aqueous and alcoholic (polyvinyl alcohol — PVA). The results showed the interference of AgNPs in the highest concentrations used, considerably decreasing the biological process measured through the activity of microorganisms in the production of methane gas, which occurred in the range between 150 and 450 mg.kg−1 of AgNPs. Finally, the statistical studies and the mathematical modeling of the results showed that the logistic model adjusted well to the experimental data. The linear regression of the model parameters with the concentration of AgNPs demonstrates the decrease in the values of the parameters with the increase in the concentration of these compounds.

Efficacy of diode laser and sonic agitation of Chlorhexidine and Silver-nanoparticles in infected root canals / Eficácia do laser de diodo e agitação sônica de clorexidina e nanopartículas de prata em canais radiculares infectados

Objective: To assess the efficacy of agitation of chlorohexidine (CHX) and Silver nanoparticles "AgNps" with 810nm diode laser or sonic endoactivator compared to side ­vented needle on infected root canals with Enterococcus "E" Faecalis biofilms. Material and Methods: Sixty-five extracted human premolars with single oval canals were instrumented by protaper system up to F3. Biofilms of E. faecalis were generated based on a previously established protocol. Two teeth were used to check the biofilm formation, then the remaining Teeth were randomly divided into three equal experimental groups according to agitation techniques used: group 1 (810 nm diode laser with 1 watt) , group 2 (sonic endoactivator) and group 3 (Side vented needle). Each group was further divided into three equal subgroups according to the irrigant solution into; subgroup A: chlorohexidine, subgroup B: silver nanoparticles and subgroup C: distilled water: Confocal laser scanning microscopy "CLSM" was used to assess bacterial viability. Data were analyzed by appropriate statistical analyses with P = 0.05. Results: Regarding the activation method, all groups had a significantly high percentage of dead bacteria (P < 0.05). However, Laser was significantly the highest and Endoactivator the least (P < = 0.001). Diode laser agitation of AgNps irrigant showed the highest reduction percentage of bacteria (78.1%) with a significant difference with both CHX and water irrigation, Conclusion: Under the condition of the present study; results reinforced that laser activation is a useful adjunct, 810 nm diode laser agitation of AgNps or chlorhexidine was more effective in disinfection of oval root canals than endoactivator and side vented needle techniques. (AU)

Objetivo: Avaliar a eficácia da agitação de clorohexidina (CHX) e nanopartículas de prata (AgNps) , com laser de diodo de 810 nm ou endoativador sônico, em comparação à agulha de ventilação lateral, em canais radiculares infectados com biofilmes de Enterococcus "E"; Faecalis. Material e Métodos: Sessenta e cinco pré-molares humanos com um único canal oval, extraídos, foram instrumentados pelo sistema protaper até F3. Os biofilmes de E. faecalis foram gerados com base em um protocolo previamente estabelecido. Foram utilizados dois dentes para verificar a formação do biofilme, e os dentes restantes foram divididos aleatoriamente em três grupos experimentais iguais, de acordo com as técnicas de agitação utilizadas: grupo 1 (laser de diodo 810 nm com 1 watt), grupo 2 (endoativador sônico) e grupo 3 (Agulha com ventilação lateral). Cada grupo foi dividido em três subgrupos iguais, de acordo com a solução irrigante; subgrupo A: clorohexidina, subgrupo B: nanopartículas de prata e subgrupo C: água destilada: A microscopia confocal de varredura a laser foi usada para avaliar a viabilidade bacteriana. Os dados foram analisados por análises estatísticas apropriadas com P = 0,05. Resultados: Em relação ao método de ativação, todos osgrupos apresentaram percentual significativamente alto de bactérias mortas (P < 0.05). No entanto, para o laser foi significativamente o mais alto e, para oendoativador, o menos alto (P < = 0.001). A agitação com laser de diodo doirrigante AgNps apresentou a maior porcentagem de redução de bactérias (78,1%), com diferença significativa tanto para irrigação com CHX quanto comágua. Conclusão: Sob as condições do presente estudo; os resultadosreforçaram que a ativação a laser é um complemento útil, a agitação por laserde diodo de 810 nm de AgNps ou clorexidina foi mais eficaz na desinfecção dos canais radiculares ovais do que as técnicas de endoativador e agulha com ventilação lateral. (AU)

Toxicity of leachates from pilot reactors simulating a landfill with different concentrations of AgNP / Toxicidade dos lixiviados de reatores-piloto simulando um aterro com diferentes concentrações de NPAg

ABSTRACT This work's objective was to verify the leachates toxicity from pilot reactors (PR) simulating a landfill containing different concentrations of silver nanoparticles (AgNP). Acute toxicity tests (48 h) with Daphnia magna were carried out in leachates containing 50, 150 and 450 mg AgNP.kg-1, in addition to a blank for control. Toxicity tests with the pure solution of silver nanoparticle and leachates resulted by the reactors were performed. The acute toxicity tests performed with D. magna confirmed the toxicity of the leachates, as well as confirmed that the silver nanoparticles are toxic, presenting EC50 (48 h) of 0.63 µg.L-1 of pure nanoparticle and ranging from 1.52 to 3.37% for the leachates. Overall, the results from the present study indicate that exposures of aquatic invertebrates to silver nanoparticles could have important ecological effects on lower trophic levels in aquatic ecosystems. The results may contribute to a better understanding of the quality of municipal solid waste (MSW) landfill leachates, with reference to nanoparticle interference and consequent treatment efficiency.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi verificar a toxicidade de lixiviados de reatores piloto (RP) simulando um aterro contendo diferentes concentrações de nanopartículas de prata (AgNP). Testes de toxicidade aguda (48 h) com Daphnia magna foram realizados em lixiviados contendo 50, 150 e 450 mg de AgNP.kg-1, além de um branco para controle. Foram realizados testes de toxicidade com a solução pura de nanopartículas de prata e lixiviados resultantes dos reatores. Os testes de toxicidade aguda realizados com D. magna confirmaram a toxicidade dos lixiviados, bem como confirmaram que as nanopartículas de prata são tóxicas, apresentando EC50 (48 h) de 0,63 µg.L-1 de nanopartículas puras e variando de 1,52 a 3,37% para os lixiviados. No geral, os resultados do presente estudo indicam que a exposição dos invertebrados aquáticos a nanopartículas de prata pode ter importantes efeitos ecológicos nos níveis tróficos inferiores nos ecossistemas aquáticos. Os resultados podem contribuir para a melhor compreensão da qualidade dos lixiviados de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos (RSU), com referência à interferência de nanopartículas e consequente eficiência de tratamento destes.

Avaliação antibiofilme e anticariogênica de nanocompósitos formados por polifosfatos de sódio e flúor associados à nanopartículas de prata: estudo in vitro / Antibiofilm and anticariogenic evaluation of nanocomposites formed by fluoride and sodium polyphosphates associated with silver nanoparticles: in vitro study

O objetivo deste estudo foi sintetizar e caracterizar nanocompósitos formados por polifosfatos (trimetafosfato de sódio (TMP) ou hexametafosfato de sódio (HMP)) e flúor (F) associados à nanopartículas de prata. Esses nanocompósitos foram avaliados quanto à sua ação anti-biofilme de Candida albicans (ATCC 10231) e Streptococcus mutans (ATCC 25175) e seu potencial em inibir a desmineralização do esmalte dentário por meio de ensaio in vitro de ciclagem de pH. As nanopartículas de prata foram sintetizadas através da redução do nitrato de prata (1 ou 10%) pelo borihidreto de sódio (NaBH4) em meio isopropílico contendo trimetafosfato de sódio (TMP) ou hexametafosfato de sódio (HMP)) e flúor (F). Os nanocompósitos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por difração de raios-X, e também determinada a concentração inibitória mínima (MIC) contra células planctônicas de C. albicans e S. mutans. A efetividade contra biofilmes préformados de 24h dos nanocompósitos, foi testada em concentrações de 1x e 10x os valores de MIC (de 40µg Ag ml−1), avaliada através da quantificação de células cultiváveis (CFUs), da atividade metabólica (XTT) e da biomassa total (Cristal Violeta). Os nanocompósitos contendo 10% de Ag apresentaram maior efetividade antimicrobiana contra ambos os microrganismos, comparados aos nanocompósitos contendo 1% de prata. O biofilme de S. mutans foi mais suscetível aos nanocompósitos TMP ou HMP/AgNP que o biofilme de C. albicans, com reduções respectivas de 2,88-3,71 log10 e 0,45-1,43 log10. Os nanocompósitos permitiram uma diminuição de cerca de 75% da biomassa total e em torno de 90% da atividade metabólica em ambos os biofilmes. Para avaliação in vitro do potencial anticárie, foi sintetizado um novo nanocompósito contendo 0,2% de TMP, 100 ppm de flúor e 10% de Ag e caracterizado por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Blocos de esmalte bovino (4 mm x 4 mm, n = 60) selecionados pela dureza superficial inicial (SHi) foram alocados em cinco grupos (n = 12): água deionizada (Placebo), 100 ppm F (100F), 225 ppm F (225F), 100 ppm F + 0,2% TMP (100F/TMP) e 100 ppm F + 0,2% TMP + 10% Ag (100F/TMP/Ag). Os blocos foram tratados 2x ao dia com as soluções e submetidos a cinco ciclos de pH (soluções des e remineralizadora) à 37° C. Em seguida, determinou-se a dureza superficial final (SHf) e a dureza subsuperficial integrada (ΔKHN), e a concentração de fluoreto (F) e cálcio (Ca) no esmalte. A efetividade desse nanocompósisto (100F/TMP/Ag) contra a formação de biofilmes simples e misto de C. albicans (ATCC 10231) e S. mutans (ATCC 25175) foi avaliada por meio da contagem de unidades formadoras de colônias (CFUs). Os biofilmes foram também analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A dureza superficial (% SH) foi similar nas amostras tratadas com soluções contendo 225F, 100F/TMP e 100F/TMP/Ag (p> 0,001). Além disso, a capacidade de reduzir o corpo da lesão (ΔKHN) foi maior em 110F, 225F, 100F/TMP e 100F/TMP/Ag (p <0,001) na área A (5-20 µm) e na área B somente com 225F e 100F/TMP. O grupo 100F/ TMP/Ag apresentou maior desmineralização na área B (20-130 µm) (p <0,001). A concentração de F da solução 100F/TMP/Ag foi semelhante a 225F (p <0,001). Os grupos 100F, 225F, 100F/TMP e 100F/TMP/Ag apresentaram a maior e similar concentração de Ca (p> 0,001). A dureza superficial (% SH) foi similar nas amostras tratadas com soluções contendo 225F, 100F / TMP e 100F / TMP / Ag (p> 0,001). Além disso, a capacidade de reduzir o corpo da lesão (ΔKHN) foi maior em 110F, 225F, 100F / TMP e 100F / TMP / Ag (p <0,001) na zona A (5-20 µm) e na zona B apenas com 225F e 100F / TMP. O grupo 100F / TMP / Ag apresentou maior desmineralização na zona B (20-130 µm) (p <0,001). A concentração de F da solução 100F / TMP / Ag foi semelhante a 225F (p <0,001). Os grupos 100F, 225F, 100F / TMP e 100F / TMP / Ag apresentaram a maior e a mesma concentração de Ca (p> 0,001).Embora a solução 100F/TMP/Ag tenha apresentado valores mais baixos de áreas profundas do que a solução contendo 225 ppm F, o nanocompósito foi capaz de inibir a desmineralização da superfície do esmalte. Estes nanocompósitos demonstraram atividade antimicrobiana significativa, especialmente contra S. mutans, e podem ser considerados uma alternativa potencial para novos biomateriais odontológicos, visando a prevenção ou tratamento de lesões cariosas(AU)

The aim of this study was to synthesize and characterize nanocomposites formed polyphosphates (sodium trimetaphosphate (TMP) or sodium hexametaphosphate (HMP)) and fluoride (F) associated with silver nanoparticles. The anti-biofilm activity of the nanocomposites were evaluated against Candida albicans (ATCC ATCC 10231) and Streptococcus mutans (ATCC 25175) . as well as their potential in inhibiting demineralization and increasing the remineralization of dental enamel by in vitro pH cycling assay. Silver nanoparticles were synthesized by reduction of silver nitrate (1 or 10%) by sodium borohydride (NaBH4) in isopropylic medium containing sodium trimetaphosphate (TMP) or sodium hexametaphosphate (HMP)) and fluoride (F). The nanocomposites were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. The minimum inhibitory concentration (MIC) of the nanocomposites was determined against planktonic cells of C. albicans and S. mutans. Effectiveness of preformed 24-hour biofilms of nanocomposites at 1x and 10x MIC values was assessed by quantifying viable cells (CFUs), metabolic activity (XTT) and total biomass (Crystal Violet). The nanocomposites containing 10% Ag showed higher antimicrobial effectiveness against both microorganisms compared to nanocomposites containing 1% silver. The S. mutans biofilm was more susceptible to the TMP or HMP-AgNP nanocomposites than the C. albicans biofilm, with respective reductions of 2.88- 3.71 log10 and 0.45-1.43 log10. The nanocomposites allowed a reduction of about 75% of the total biomass and about 90% of the metabolic activity in both biofilms. For the in vitro evaluation of the anticaries potential, a new nanocomposite containing 0.2% TMP, 100 ppm fluorine and 10% Ag was synthesized and characterized by transmission electron microscopy (TEM). Bovine enamel blocks (4 mm x 4 mm, n = 60) selected by initial surface hardness (SHi) were allocated in five groups (n=12): deionized water (Placebo), 100 ppm F (100 F), 225 ppm F (225 F), 100 ppm F + 0.2% TMP (100 F / TMP) and 100 ppm F + 0.2% TMP + 10% Ag (100F / TMP / Ag). The blocks were treated 2x daily with the solutions and subjected to five pH cycles (deismineralizang and remineralizing solutions) at 37 ° C. Then, the final surface hardness (SHf) and integrated subsurface hardness (ΔKHN), the concentration of fluoride (F) and calcium (Ca) in the enamel was determined. The effectiveness of this nanocomposite (100F / TMP / Ag) against the formation of single and mixed biofilms of C. albicans (ATCC 10231) and S. mutans (ATCC 25175) was evaluated by the counting colony forming units (CFUs). Biofilms were also analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Similar values of %SH were observed for groups 225F, 100F/TMP and 100F/TMP Ag (p> 0.001). The 225F, 100F/TMP and 100F/TMP/Ag solutions showed capacity to reduce the lesion body (ΔKHN) in the depth of 5-20 µm. F concentration was similar in the enamel for the 100F/TMP/Ag and 225F (p> 0.001). The groups 100F, 225F, 100F/TMP and 100F/TMP/Ag presented the highest and the same concentration of Ca (p> 0.001). In relation to viable cells 100F/TMP/Ag nanocomposite promoted significant log reductions in the number of CFUs of S. mutans, of 5.42 and 4.46 log10 respectively in single and mixed biofilms and C. albicans was more resistant. SEM images confirmed these results. The surface hardness (% SH) was similar in the samples treated with solutions containing 225F, 100F/TMP and 100F/TMP/Ag (p> 0.001). In addition, the ability to reduce the lesion body (ΔKHN) was greater in 110F, 225F, 100F / TMP and 100F/TMP/Ag (p <0.001) in zone A (5-20 µm) and in zone B only with 225F and 100F/TMP. The 100F/TMP/Ag group showed greater demineralization in zone B (20-130 µm) (p <0.001). The F concentration of the 100F/TMP/Ag solution was similar to 225F (p <0.001). Groups 100F, 225F, 100F/TMP and 100F/TMP/Ag showed the highest and the same concentration of Ca (p> 0.001).Although the 100F/TMP/Ag solution yielded lower values of lesion deep areas than the solution containing 225 ppm F, but the nanocomposite was able to inhibit demineralization of surface of enamel. These compounds have demonstrated significant antimicrobial activity, especially against S. mutans, and can be considered a potential alternative for new dental biomaterials, aiming at the prevention or treatment of carious lesions(AU)

Avaliação in situ e in vitro do efeito antimicrobiano de um nanofilme experimental de dióxido de silício com nanopartículas de prata / In situ and in vitro evaluation of the antimicrobial effect of an experimental nanofilm of silicon dioxide with silver nanoparticles

A difusão da nanotecnologia a fim de projetar novos materiais em escala nanométrica conduziu ao desenvolvimento de uma ampla variedade de nanopartículas fabricadas para aplicações comerciais. Tendo por objetivo buscar um produto que aprimore as características dos materiais dentários em voga, optou-se por pesquisar um novo material que não é utilizado em Odontologia, mas que tem uma extensa aplicabilidade em diversos campos, como na indústria alimentícia, na superfície de bancadas de hospitais, em instrumentais cirúrgicos, paredes, pisos, roupas e no setor automobilístico, de aviação e naval. Assim, buscou-se avaliar um nanofilme de dióxido de silício, comercializado como vidro líquido, e seu possível aperfeiçoamento com a incorporação de nanopartículas de prata à sua composição quanto ao seu comportamento microbiológico utilizando como substrato amostras de resina acrílica autopolimerizável. Primeiramente foram realizados ensaios para caracterização da solução do vidro líquido através da avaliação do teor de sólidos presentes e da sua densidade, além da superfície dos nanofilmes formados por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) acoplado a espectrômetro de energia dispersiva (EDS). Depois, foi averiguado o comportamento microbiológico dos nanofilmes quanto à citotoxicidade e à formação de biofilme in vitro e in situ. Na caracterização do vidro líquido identificou-se uma pequena discrepância quanto ao teor de sólidos e a densidade obtida em relação aos dados do fabricante. Análises semiquantitativas por MEV e EDS confirmaram a presença da prata no nanofilme experimental e permitiu a observação da configuração de nanoaglomerados formados após a polimerização de ambos os filmes. O ensaio de citotoxicidade mostrou que após a formação do nanofilme este não é citotóxico, mas que as soluções de sílica e experimental apresentam citotoxicidade em baixas diluições. Quanto à formação de biofilme, independente do substrato e do tipo de ensaio, in situ ou in vitro, o nanofilme experimental inibiu a adesão bacteriana. Conclui-se então que o nanofilme experimental de sílica com nanopartículas de prata desenvolvido neste trabalho apresenta o potencial de diminuir o crescimento bacteriano em materiais dentários aplicados provisoriamente em áreas críticas onde é necessária a cicatrização tecidual

The propagation of nanotechnology in order to design new nanoscale materials led to the development of a wide variety of nanoparticles manufactured for commercial applications. With the objective of seeking a product that enhances the characteristics of dental materials in vogue, it was decided to search for a new material that is not used in dentistry, but has a wide applicability in various fields, such as in the food industry, surface countertops of hospitals, surgical instruments, walls, floors, clothing and automotive, aviation and shipbuilding industry. Thus, it sought to evaluate a silicon dioxide nanofilm, commercially available as liquid glass, and its possible improvement with the addition of silver nanoparticles to its composition using samples of acrylic resin as substrate. Initially tests were carried out to characterize the liquid glass solution by evaluating the solids content and their density, beyond the surface of nanofilms formed by means of a scanning electron microscope (SEM) coupled with energy dispersive spectrometer (EDS). Then it was examined microbiological behavior of nanofilms for cytotoxicity and in vitro and in situ biofilm formation. In the liquid glass characterization it was identified a small discrepancy in the solids content and the density obtained compared to manufacturer's data. The SEM and EDS analysis confirmed the presence of silver in the experimental nanofilm and allowed the observation of the nanoclusters configuration formed after polymerization of both films. The cytotoxicity assay showed that after the formation of nanofilm this is not cytotoxic, but the silica and the experimental solutions exhibit cytotoxicity at lower dilutions. As to the formation of biofilm regardless of the type of substrate and the assay in situ or in vitro, experimental nanofilm inhibit bacterial adhesion. It follows then that the silica experimental nanofilm with silver nanoparticles developed in this work has the potential to reduce bacterial growth in dental materials provisionally applied in critical areas where tissue healing is required

Silver nanoparticles incorporated into nanostructured biopolymer membranes produced by electrospinning: a study of antimicrobial activity

abstract This study examines the antimicrobial activity of silver nanoparticles incorporated into nanostructured membranes made of cellulose acetate (CA) and blends of chitosan/poly-(ethylene oxide, CTS/PEO) and prepared by electrospinning. The formation of chemically synthesized Ag nanoparticles (AgNPs) was monitored by UV-visible spectroscopy (UV-Vis) and characterized by transmission electron microscopy (TEM). The size distribution of the AgNPs was measured by dynamic light scattering (DLS), with an average size of approximately 20 nm. The presence of AgNPs on the surface of electrospun nanofibers was observed by field emission electron microscopy (FEG) and confirmed by TEM. The antimicrobial activity of AgNPs incorporated into nanostructured membranes made of CA and CTS/PEO electrospun nanofibers was evaluated in the presence of both Gram-positive bacteria, such as Staphylococcus aureus ATCC 29213 and Propionibacterium acnes ATCC 6919, and Gram-negative bacteria, such as Escherichia coli ATCC 25992 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 17933. Microbiological results showed that the presence of AgNPs in CA and CTS/PEO nanostructured membranes has significant antimicrobial activity for the Gram-positive bacteria Escherichia coli and Propionibacterium acnes.

resumo Neste trabalho avaliou-se a atividade antimicrobiana das nanopartículas de prata (AgNPs) incorporadas em membranas de acetato celulose (AC) e blendas de quitosana/poli-óxido de etileno (CTS/PEO) preparadas pelo método de eletrofiação. A formação das AgNPs previamente sintetizadas foi monitorada por UV-Vis e caracterizada por microscopia eletrônica de transmissão (MET). A distribuição de tamanho das AgNPs foi mensurada por espalhamento de luz dinâmico, com tamanho médio em torno de 20 nm. A presença das NPs na superfície das nanofibras eletrofiadas foi observada por microscopia eletrônica com emissão de campo (FEG) e confirmada por MET. A atividade antimicrobiana das membranas nanoestruturadas de AC e CTS/PEO foi avaliada pelo uso de bactérias Gram-positivas, tais como Staphylococcus aureus ATCC 29213 e Propionibacterium acnes ATCC 6919, e Gram-negativas, como Escherichia coli ATCC 25992 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 17933. Os resultados microbiológicos mostraram a presença das AgNPs nas membranas de AC e CTS/PEO com significativa atividade antimicrobiana para Escherichia coli e Propionibacterium acnes, respectivamente.

Sanitização de cenoura minimamente processada com nanopartículas de prata / Sanitization of minimally processed carrot with silver nanoparticles

A produção de cenoura em grande escala na região de Rio Paranaíba coloca essa região em posição de destaque no cenário nacional. No entanto, é relatado que ocorre significativa quantidade de sobras após a colheita. O aproveitamento do material descartado na cadeia de alimentos pode se concretizar pelo processamento mínimo, como uma alternativa de agregação de valor. A etapa de sanitização é de extrema importância durante a produção de vegetais minimamente processados. Nesse contexto, objetivou-se estudar o efeito antimicrobiano de nanopartículas de prata na sanitização de cenoura minimamente processada, obtida a partir do aproveitamento das sobras de cenouras da colheita da cidade de Rio Paranaíba, bem como o estudo da termodinâmica de adesão de diferentes estirpes bacterianas na superfície da cenoura sanitizada. Observou-se que as nanopartículas de prata (6mg L^-1)apresentaram bons resultados, quando comparadas aos sanitizantes hipoclorito de sódio (100mg L^-1) e dicloroisocianurato de sódio (150mg L^-1), na descontaminação da cenoura minimamente processada sobre microrganismos mesófilos aeróbios; Pseudomonasspp.; bactérias láticas; e coliformes a 35ºC. Verificou-se também que a superfície da cenoura apresenta características hidrofílicas que podem dificultar a adesão bacteriana. Esse fato foi confirmado na avaliação de termodinâmica de adesão, que foi desfavorável paraStaphylococcus aureus, Escherichia colie Listeria innocua, sendo mais desfavorável para as interações envolvendo as superfícies de cenoura sanitizadas com nanopartículas de prata.

The carrot production on a large scale in the region of Rio Paranaiba places the region in a prominent position on the national scene. However, it is reported that a significant amount of scraps occurs after harvest. The use of discarded material in the food chain can be realized by minimal processing, as an alternative of adding value. A sanitization step is very important during the production of minimally processed vegetables. In this context, this research aimed to study the antimicrobial effect of silver nanoparticles in the sanitization of minimal processing carrot from discarded carrot harvested at Rio Paranaiba city, as well as study the thermodynamics adhesion for different bacterial strains in sanitized carrot surface. It was observed that silver nanoparticles (6mg L^-1) showed good results when was compared to sodium hypochlorite (100mg L^-1) and sodium dichloroisocyanurate (150mg L^-1) in reducing populations of aerobic mesophilic microorganism;Pseudomonasspp. lactic acid bacteria and coliforms at 35ºC present in carrot. It was also found that the surface of carrot has hydrophilic characteristics which can prevent bacterial adhesion. This fact was confirmed that thermodynamic evaluation of adhesion that was unfavorable for Staphylococcus aureus, Escherichia coliand Listeria innocua, and more thermodynamically unfavorable for interactions involving carrot surfaces sanitized with silver nanoparticles.

Síntesis in situ de nanopartículas de plata sobre fibras de fique / In situ synthesis of silver nanoparticles on fique fibers / Síntese in situ de nanopartículas de prata em fibras de fique

Se realizó la síntesis de un material nanocompuesto mediante la deposiciónin situ de nanopartículas (NPs) de plata sobre fibras de Fique. La influencia de parámetros experimentales, como concentración del precursor, concentración del agente reductor y tiempos de inmersión de las fibras en la solución del precursor y del agente reductor, se evaluó en términos de recubrimiento, tamaño y dispersión del nanomaterial sobre la superficie. Los nanocompositos fueron caracterizados mediante espectroscopia de reflectancia difusa UV-Vis (RD), microscopía electrónica (FESEM) y difracción de rayos X (DRX). El control de los parámetros experimentales mencionados permitió obtener un material que exhibe recubrimiento uniforme y completo de NPs sobre la superficie y tamaños promedio de NPs de 40 nm.

A nanocomposite material was synthesized by silver nanoparticles (NPs) in situ deposition on Fique fibers. The influence of experimental conditions such as precursor concentration, reducing agent concentration and immersion times of fibers in precursor and reducing agent solutions was evaluated in terms of nanomaterial coating, size and dispersion on the fibers surface. The nanocomposites were characterized by UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DR), electron microscopy (FESEM) and X-ray diffraction (XRD). By carefully controlling experimental conditions we were able to produce a material with uniforme and complete coating of NPs on the surface of the fiber, and average sizes of 40 nm.

Nanocompósito foi sintetizado através de deposição in situ de nanopartículas (NPs) de prata sobre as fibras de Fique. A influência dos parâmetrosexperimentais, tais como a concentração do sal metálico, a concentração do agente de redução e os tempos de imersão das fibras na solução do sal metálico e o agente de redução, foram avaliadas em termos do revestimento, tamanho e a dispersãona superfície do nanomaterial. Os nanocompósitosforam caracterizados por espectroscopia de refletância difusa no UV-Vis (RD), microscopia eletrônica (FESEM) e difração de raios X (XRD). O controle dos parâmetrosexperimentais mecionados originaram um material que exibe um revestimento uniforme e completo das NPs sobre a superfície das fibras e tamanhos médios de 40 nm.

Otimização da produção de nanopartículas de prata utilizando nova síntese e avaliação da sua ação sanitizante / Optimization of production of silver nanoparticles produced by new synthesis and evaluation of its sanitizing action

Sanitizantes químicos são utilizados na higienização de superfícies que entram em contato com os alimentos, de forma a eliminar patógenos e reduzir deterioradores assegurando a inocuidade dos alimentos para os consumidores. Atualmente, tem-se o interesse no desenvolvimento de novos antimicrobianos, em razão do aumento no número de bactérias resistentes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi otimizar a produção de nanopartículas de prata a partir de uma nova síntese, bem como avaliar sua capacidade antimicrobiana por diferentes metodologias. Observou-se que o rendimento na produção das nanopartículas de prata aumentou à medida que a concentração do surfactante usado na dispersão foi também aumentada, isto pode ser explicado pelo fato da reação de formação das nanopartículas se caracterizar como uma catálise micelar. Pelos resultados obtidos no teste de adesão bacteriana, observouse que a adesão de Staphylococcus aureus e Listeria innocua foi menor nas superfícies condicionadas com as nanopartículas de prata. As nanopartículas de prata também foram capazes de reduzir o número de bactérias aderidas em diferentes superfícies de aço inoxidável, superfícies estas, comumente utilizadas nas indústrias de alimentos. Portanto, as nanopartículas de prata obtidas por uma nova síntese apresentam-se eficientes como agentes antimicrobianos, com potencial uso como sanitizantes, na indústria de alimentos.

Sanitizers are used to clean surfaces that come in contact with food in order to eliminate pathogens and reduce spoilage ensuring food safety for consumers. Actually, there is interest in developing new antimicrobial agents, due to the increase in the number of resistant bacteria. In this context, the work aimed to optimize the production of silver nanoparticles obtained by a new synthesis, and assess their antimicrobial ability. We observed that the yield in production of the silver nanoparticles increases as is also increased the concentration of surfactant used in the dispersion, since the reaction produced is characterized in a micellar catalyst. Results obtained during testing of bacterial adhesion showed us that the adherence of S. aureus and L. innocua was lower when the surfaces were covered with the silver nanoparticles. The nanoparticles were also able to reduce the number of attached bacteria on surfaces of stainless steel. Therefore, the silver nanoparticles obtained by a new synthesis have to be effective antimicrobial agents with the potential use as sanitizing in the food industry.

Hidrogéis de PVP e blendas de PVP/polianidridos como potenciais curativos para feridas crônicas / PVP hydrogels and PVP/Polyanhydride blends as potential materials for chronic wounds dressings

Hidrogéis compreendem uma importante classe de materiais poliméricos adequados à aplicação como curativos de feridas e queimaduras. A estrutura tridimensional hidrofílica dos hidrogéis permite que estes mantenham a umidade ideal no leito das feridas, absorvam o exsudato e não causem danos ao novo tecido durante as trocas dos curativos. No caso dos hidrogéis, essas trocas podem ser menos frequentes. Além disso, curativos que auxiliem na remoção de tecidos necrosados e ainda sejam capazes de oferecer tratamentos extras que acelerem o processo de cicatrização são desejáveis. Este trabalho apresenta a produção de materiais à base de hidrogel capazes de auxiliar neste processo de diferentes maneiras. Primeiramente, são apresentados hidrogéis formados a partir de nanofibras de poli(N-vinil-2-pirrolidona) (PVP) produzidas por eletrofiação, seguido da reticulação através da utilização de radiação UV-C ou reação de Fenton. A utilização da eletrofiação como técnica auxiliar na formação dos hidrogéis permitiu o controle da porosidade através da formação de fibras de diferentes diâmetros. A evidência de tal propriedade foi constatada através da produção de materiais que apresentam diferentes perfis de liberação da proteína modelo albumina de soro bovino (BSA). O hidrogel de PVP nanoestruturado foi capaz de liberar e manter a atividade da colagenase, uma importante enzima aplicada no tratamento de feridas via desbridamento enzimático, durante as 48 horas em que foi avaliado. Além disso, hidrogéis bactericidas nanoestruturados foram produzidos a partir de nanocompósitos de PVP e nanopartículas de prata (AgNP) produzidos por eletrofiação. Esses hidrogéis apresentaram propriedades térmicas semelhantes aos hidrogéis sem AgNP, diminuindo, contudo, a sua capacidade de intumescimento. Esses hidrogéis mostraram-se ativos contra bactérias gram-positivas e gram-negativas a partir de 100 ppm de AgNPs. Adicionalmente, foi estudada a formação de um hidrogel modelo composto PVP/AgNP/Imidazol, almejando-se a produção de um material bactericida-fungicida a base de hidrogel. Este hidrogel apresentou atividade conta três espécies de Candida a partir de 500 ppm de imidazol no material. Embora exista a formação de um complexo estável entre AgNP e Imidazol, cálculos teóricos e a constatação da atividade fungicida corroboram com o fato de que derivados imidazólicos podem ser liberados a partir deste hidrogel híbrido. A produção de hidrogéis físicos compostos por blendas de PVP/Polianidridos sintetizados a partir de derivados de hidroxicinamatos e ácido salicílico, capazes de liberar moléculas de interesse biológico quando parcialmente degradados hidroliticamente, também é descrita neste trabalho. Os resultados indicam que interações hidrofóbicas entre a PVP e os polianidridos sintetizados podem ser responsáveis pela formação dos hidrogéis físicos e pela miscibilidade das blendas produzidas. Os hidrogéis físicos de PVP/Polianidridos foram obtidos na forma de filmes por evaporação do solvente. Micro- e nanofibras também foram obtidas por eletrofiação. Desta maneira, o presente trabalho contribui com o desenvolvimento de uma geração de curativos multifuncionais aplicados no tratamento de feridas crônicas e queimaduras

Hydrogels comprise an important class of polymeric materials that finds application as wound and burn dressings. The hydrophilic three-dimensional structure of hydrogels helps to provide the ideal humidity at the wound bed, to remove exsudates and to prevent damages to the new tissue during dressing substitution. Furthermore, these wound dressings are able to remove necrotic tissues and, therefore, capable to offer extra treatments that would benefit the healing processes. This work describes the production of hydrogel based materials that are able to act in wound healing by different ways. First, it is presented hydrogels composed of poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PVP) nanofibers produced by electrospinning, followed by its crosslinking using UV-C radiation or Fenton reaction. The use of electrospinning in the hydrogel formation allowed porosity control by obtaining fibers of different diameters. This was evidenced by achieving materials that present different release profiles of the model protein bovine serum albumin (BSA). The nanostructured PVP hydrogel was capable of releasing and maintaining collagenase activity during 48 hour of evaluation. This is an important enzyme that find application in wound healing based on enzymatic debridement. Moreover, nanostructured bactericidal hydrogels were produced from PVP and silver nanoparticles (AgNP) composite through electrospinning, resulting in hydrogels with thermal properties similar to those hydrogels without AgNP, decreasing its swelling ability. These hydrogels were active against gram-positives and gram-negatives bacteria starting from 100 ppm of AgNP. In addition, the production of a model hydrogel composed by PVP/AgNP/Imidazole was investigated, aiming at a bactericidal-fungicidal hydrogel based material. This hydrogel was active against three Candida having 500 ppm of imidazole into the structure. In spite of the formation of a stable complex between AgNP and imidazole, theoretic calculations and the observed fungicidal activity corroborate with the fact that imidazoles derivatives can be released from this hybrid hydrogel. Physical hydrogels composed of PVP/Polyanhydrides blends were synthesized from hydroxycinammates derivatives and salicylic acid. These materials which were capable of releasing molecules with biological potential upon hydrolysis, are also described in this work. The results indicate that hydrophobic interactions between PVP and the synthesized polyanhydrides could be responsible for the hydrogel formation and blend miscibility as well. PVP/Polyanhydride physical hydrogels were obtained from cast films. Micro- and nanofibers were also obtained by electrospinning. Thus, the present work contributes with the development of the new generation of smart dressings for wound and burn healing