Ngày nhận bài: 15-10-2024 / Ngày chấp nhận đăng bài: 05-11-2024 / Ngày đăng bài: 28-11-2024
*Tác giả liên hệ: Nguyễn Vũ Giang Bắc. Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.
E-mail: nguyenvugiangbac@ump.edu.vn
© 2024 Bản quyền thuộc về Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh.
https://www.tapchiyhoctphcm.vn 1
ISSN : 1859-1779
Nghiên cứu Dược học
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học;27(5):01-09
https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.05.01
Khảo sát tính chất vật lý và hoạt tính ức chế hình thành
biofilm vi sinh vật của nhựa mềm đệm hàm phối hợp với
tinh dầu Hương nhu trắng
Trương Thị Lục Phường1, Giang Hoàng Huy2, Lê Thu Hoài3, Nguyễn Phước Vinh4,
Đoàn Minh Trí1, Nguyễn Vũ Giang Bắc2,*
1Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
2Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
3Trung tâm Y Sinh học Phân tử, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
4Khoa Dược, Đại học Sức khỏe, Đại học Quốc gia, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Tóm tắt
Mục tiêu: Khảo sát khả năng bảo vệ nhựa mềm đệm hàm của tinh dầu Hương nhu trắng (TD HNT) khỏi sự hình thành
biofilm của vi khuẩn và vi nấm, ứng dụng trong phục hình hàm bịt.
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Xác định độ bền dán của nhựa mềm đệm hàm Conform Tissue Conditioner III
phối hợp tinh dầu Hương nhu trắng với nhựa acrylic bằng phương pháp đo lực bóc tách. Khảo sát hoạt tính ức chế sự
hình thành biofilm vi sinh vật trên 2 chủng Streptococcus mutans và Candida albicans bằng phương pháp đếm sống và
phương pháp nhuộm tím tinh thể.
Kết quả:Tinh dầu Hương nhu trắng ở nồng độ 1% và 2% làm tăng độ bền dán của nhựa mềm đệm hàm (NMĐH)
sau 1 ngày, nhưng không ảnh hưởng đến độ bền dán sau 7 ngày chuẩn bị vật liệu. Về hoạt tính kháng vi sinh vật, ở cả 2
nồng độ thử nghiệm là 1% và 2% thì TD HNT đều diệt hoàn toàn S. mutans và C. albicans ở thời điểm sau 24 giờ cho
vật liệu tiếp xúc với vi sinh vật. Tuy nhiên, hoạt tính này giảm nhanh sau 3, 5 ngày; đến thời điểm 7 ngày thì tác dụng
giảm xuống dưới 10% so với mẫu chứng.
Kết luận: Tinh dầu Hương nhu trắng khi phối hợp với nhựa mềm đệm hàm không làm thay đổi tính chất vật lý của nhựa,
đồng thời có khả năng kháng vi sinh vật bám dính trên nhựa mềm đệm hàm.
Từ khoá: tinh dầu Hương nhu trắng, nhựa mềm đệm hàm, vi sinh vật, biofilm, Streptococcus mutans, Candida albicans
Abstract
PHYSICAL PROPERTIES AND BIOFILM INHIBITION ACTIVITY OF
DENTURE SOFT LINER INCORPORATED WITH OCIMUM GRATISSIMUM
ESSENTIAL OIL
Truong Thi Luc Phuong, Giang Hoang Huy, Le Thu Hoai, Nguyen Phuoc Vinh, Doan Minh Tri,
Nguyen Vu Giang Bac
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 5* 2024
2 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.05.01
Objective: The study aims to evaluate the protective effect of white basil (Ocimum gratissimum) essential oil on
soft denture liner materials against the formation of bacterial and fungal biofilms, with potential applications in
obturator prostheses.
Methods: The tensile bond strength of tissue conditioner incorporated with white basil essential oil to denture base
acrylic resin was assessed using a peel test to measure debonding force. The antimicrobial efficacy was tested on two
strains, Streptococcus mutans and Candida albicans, through viable cell counting and crystal violet staining methods.
Results: At concentrations of 1% and 2%, white basil essential oil increased the tensile bond strength of the soft denture
liner material after 1 day of preparation, with no significant effect observed after 7 days. In terms of antimicrobial activity,
both tested concentrations (1% and 2%) of white basil essential oil completely inhibited the growth of S. mutans
and C. albicans after 24 hours of exposure. However, the antimicrobial efficacy significantly declined after 3 to 5 days,
and by 7 days, the effect was reduced to less than 10% compared to the control samples.
Conclusion: The incorporation of white basil essential oil into soft denture liner materials does not negatively impact the
physical properties of the liners. Moreover, it exhibits antimicrobial properties that inhibit the adhesion and growth of
microorganisms on the surface of the soft denture liner.
Keywords: white basil essential oil; tensile bond strength; soft denture liner; microorganisms; biofilm;
Streptococcus mutans; Candida albicans
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Phục hình hàm mặt bao gồm phục hồi các khuyết hỏng
bẩm sinh như khe hở môi hàm ếch, sau phẫu thuật cắt bỏ
khối u vùng hàm mặt hoặc do chấn thương sau tai nạn. Việc
sử dụng phục hình hàm mặt giúp bệnh nhân khôi phục chức
năng, diện mạo, xoá bỏ mặc cảm tự ti khi tiếp xúc với người
khác. Phục hình bịt là một loại phục hình hàm mặt ngay sau
một phẫu thuật cắt bỏ xương hàm trên và bệnh nhân nên
được mang phục hình tạm tức thì sau phẫu thuật để thực hiện
chức năng và hạn chế nhiễm trùng [1]. Phục hình hàm bịt
tạm thời thường được điều chế bằng nguyên liệu polymethyl
methacrylate (PMMA) với lớp lót bằng nhựa mềm đệm hàm
(NMĐH). Bước phục hình này cũng giúp hỗ trợ lành vết
thương trước khi thực hiện những bước phục hình sau cùng.
Tuy nhiên, NMĐH cũng là môi trường thích hợp cho vi sinh
vật bám vào và phát triển biofilm, gây ra nhiễm trùng hoặc
cản trở sự lành thương [2,3]. Nhiễm trùng có thể xảy ra tại
chỗ hoặc nhiễm trùng toàn thân tùy thuộc vào sức đề kháng
của bệnh nhân và khả năng gây bệnh của vi sinh vật. Đây là
vấn đề cần được quan tâm hàng đầu ở những bệnh nhân
mang phục hình bịt tức thì đặc biệt nhạy cảm với nhiễm trùng
sau phẫu thuật.
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng sự hình thành
biofilm trên bề mặt lớp lót NMĐH không chỉ tạo điều kiện
thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển mà còn làm giảm hiệu
quả của các biện pháp làm sạch truyền thống và gia
tăng nguy cơ viêm nhiễm vùng mô xung quanh.
Biofilm tạo ra môi trường bảo vệ vi khuẩn khỏi các tác
nhân kháng khuẩn và làm giảm hiệu quả của các chất
khử trùng thông thường [4,5].
Trong khoảng thời gian sử dụng ngắn của phục hình tạm
thời, lớp lót nhựa mềm dần mất khả năng ức chế vi sinh vật
do biofilm phát triển và các hoạt chất kháng khuẩn suy giảm
tác dụng. Một số nghiên cứu ghi nhận rằng tính kháng khuẩn
của NMĐH có thể giảm nhanh chóng khi tiếp xúc lâu với
môi trường miệng, ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát nhiễm
trùng [6].
Do đó, một số nghiên cứu đã kết hợp NMĐH với các tác
nhân kháng vi sinh vật, đặc biệt là kháng nấm như nystatin,
bột oxid kim loại, nano bạc để hạn chế sự phát triển và bám
dính của vi sinh vật lên vật liệu này [4]. Ở Việt Nam, tinh dầu
Hương nhu trắng (TD HNT) đã được nghiên cứu về khả
năng kháng khuẩn và kháng nấm, đặc biệt là kháng được các
loài vi sinh vật đề kháng với kháng sinh đang được sử dụng.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phối hợp TD HNT
được chiết xuất tại Việt Nam vào NMĐH và khảo sát đặc
tính vật lý cũng như khả năng kháng vi sinh vật gây bệnh
phổ biến là Streptococcus mutans và Candida albicans của
NMĐH phối hợp với TD HNT.
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 5 * 2024
https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.05.01 https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 3
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Chủng vi sinh vật được sử dụng trong đề tài:
Streptococcus mutans ATCC 25175
Candida albicans ATCC 10231
Tinh dầu Hương nhu trắng được chiết xuất từ cây
Hương nhu trắng (Ocimum grastissimum, Lamiaceace)
bằng phương pháp cất kéo theo hơi nước. Sau đó được
kiểm nghiệm và đạt theo tiêu chuẩn của Dược điển Việt
Nam V (Bảng 1).
Bảng 1. Các loại nhựa được dùng trong nghiên cứu
Vật liệu Nguồn gốc
Thành phần
Nhựa acrylic
nhiệt trùng
hợp
Công ty
TNHH
Mani
Medical,
Hà Nội
Phần bột: hạt nhựa polymethyl
methacrylate, hạt độn màu,
chất hoạt hoá
Phần dung dịch: methyl
methacrylate, tetramethylene
dimethacrylate, chất khơi màu,
chất ổn định Acryl BH không
có cadmium
Nhựa mềm
đệm hàm
Comfort
tissue
conditioner III
Bitec
Global
Japan,
Tokyo,
Japan
Phần bột: polyethyl
methacrylate, titanium oxide,
silicon dioxide
Phần dung dịch: dibutyl
phtalate, ethyl alcohol
Bảng 2. Tỉ lệ các thành phần của NMĐH và TD HNT trong nhóm
nghiên cứu
Nhóm nghiên
cứu
Phần bột
(gam)
Phần dung dịch
(mL)
TD HNT
(µL)
Nhóm chứng 3,8 2,500 0
Nhóm 1% 3,8 2,475 25
Nhóm 2% 3,8 2,450 50
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Khảo sát độ bền dán của nhựa acrylic với
nhựa mềm đệm hàm phối hợp với tinh dầu Hương
nhu trắng
Mẫu thử nghiệm được thiết kế hình sandwich với 2 tấm
nhựa acrylic kẹp giữa là tấm NMĐH. Tấm nhựa acrylic được
chuẩn bị bằng nhựa nhiệt trùng hợp và làm nguội theo hướng
dẫn của nhà sản xuất. Tất cả các mẫu thử được ép với cùng
một khuôn ép để có hình dạng tương đồng.
Các mẫu NMĐH được chuẩn bị theo Bảng 2. Khi hỗn hợp
còn lỏng, cho hỗn hợp vào lớp giữa của khuôn ép đã đặt sẵn
các tấm nhựa acrylic ở hai lớp ngoài, siết lực càng ép để tạo
thành mẫu như đã thiết kế. Lớp NMĐH sẽ có kích thước là
25 x 25 x 2 mm3. Mẫu sẽ tiếp tục được nén ép 1 giờ dưới lực
10 N trước khi cho vào dung dịch nước bọt nhân tạo (Salisol,
CTY TNHH Butter-C).
Thử nghiệm khảo sát độ bền dán được thực hiện thông qua
đánh giá lực bóc tách bằng máy đo lực kéo căng (Lloyd 30k,
Anh). Đầu tiên mẫu được dán vào 2 ngàm kẹp rồi bắt đầu tác
động kéo với tốc độ đầu kéo 5 mm/phút cho đến khi bắt đầu
xuất hiện vị trí bong dán đầu tiên (Hình 1).
Hình 1. Quy trình thử nghiệm kiểm tra sự thay đổi độ bền dán của NMĐH khi kết hợp với TD HNT
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 5* 2024
4 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.05.01
2.2.2. Đánh giá hoạt tính ức chế sự hình thành
biofilm của vi sinh vật lên nhựa mềm đệm hàm
phối hợp với tinh dầu Hương nhu trắng
Chuẩn bị vi sinh vật
S. mutans được tăng sinh trong môi trường BHI, ủ ở 37 oC,
trong bình nến 18-24 giờ. C. albicans được tăng sinh trong
môi trường Yeast Peptone Glucose (YPG), ủ ở 37 oC trong
18-24 giờ.
Chuẩn bị dịch treo vi sinh vật trong nước muối sinh
lý chứa 0,85% NaCl và 0,05% tween 80, vortex
khoảng 30 giây. Mật độ vi sinh vật được xác định bằng
phương đo quang ở bước sóng 600 nm, 530 nm lần
lượt cho S. mutans và C. albicans.
Điều chỉnh mật độ vi sinh vật đến OD600 hoặc 530 = 0,08-0,12
(~1-2x108 CFU/ml với S. mutans và ~1-2x106 CFU/ml đối
với C. albicans).
2.2.3. Thử nghiệm đánh giá hoạt tính
Mẫu được thiết kế gồm một tấm NMĐH dán vào một tấm
nhựa acrylic có cùng kích thước (10 × 10 × 2 mm3). Các
nhóm nghiên cứu NMĐH được chuẩn bị như trong Bảng 2.
Trước khi cho tiếp xúc với vi sinh vật (VSV), tất cả các mẫu
sau khi trùng hợp được khử trùng bằng tia UV liên tục
trong 60 phút. Sau đó, các mẫu nghiên cứu được cho
tiếp xúc với huyền dịch vi sinh vật ở trên và ủ điều kiện
thích hợp (S. mutans được ủ ở 37 oC, trong bình nến
18-24 giờ. C. albicans được ủ ở 37 oC, tủ ấm có thông khí,
trong 18-24 giờ).
Sau 1, 3, 5 và 7 ngày tiếp xúc với vi sinh vật ở 37 oC, mẫu
vật liệu được rửa bằng nước muối sinh lý để rửa trôi các vi
sinh vật tự do, không bám dính. Lượng biofilm và vi sinh vật
bám dính trên vật liệu thử nghiệm được xác định thông qua
2 phương pháp là phương pháp đếm sống và phương pháp
nhuộm crystal violet (CV) (Hình 2).
Hình 2. Quy trình đánh giá hoạt tính ức chế hình thành biofilm trên NMĐH phối hợp TD HNT
2.2.4. Phương pháp đếm sống
Nguyên tắc
Ở độ pha loãng thích hợp của mẫu thử, các vi sinh vật
sống sẽ phân bố rời rạc trên môi trường thạch và phát triển
thành từng khuẩn lạc sau khi ủ ở nhiệt độ 37 oC. Mỗi
khuẩn lạc được xem như tương ứng với một vi sinh vật
sống. Đếm số khuẩn lạc để biết tổng số vi sinh vật sống
ban đầu [7].
Thực hiện
Pha loãng mẫu bằng dung dịch nước muối sinh lý theo cấp
số 1/10.
Hút 100µl từ mỗi độ pha loãng cho vào hộp petri có chứa
môi trường thạch BHI/SDA, mỗi độ pha loãng được thực
hiện trên 2 đĩa petri.
Ủ các hộp petri ở 37 oC/24-48 giờ. S. mutans được ủ trong
bình nến, C. albicans được ủ trong tủ ấm.
Sau thời gian ủ, kiểm tra khuẩn lạc mọc ở hộp thạch. Chọn
hộp thạch có chứa số khuẩn lạc nằm trong khoảng 30-300 và
tính số lượng khuẩn lạc trong 1 ml theo công thức:
A(CFU/mL) = ∑
Trong đó:
A: số đơn vị hình thành khuẩn lạc vi sinh vật trong 1 ml mẫu.
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 5 * 2024
https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.05.01 https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 5
C: số khuẩn lạc trên các đĩa đã chọn.
Ni: số lượng đĩa cấy tại độ pha loãng thứ i.
V: thể tích dịch cấy trên mỗi đĩa (mL).
Fi: độ pha loãng tương ứng.
2.3. Phương pháp nhuộm crystal violet (CV)
Mẫu được nhuộm bằng dung dịch CV 1% trong 30 phút ở
nhiệt độ phòng. Sau đó, mẫu được rửa ít nhất ba lần với nước
muối sinh lý để loại bỏ thuốc nhuộm không liên kết với
biofilm. Sau khi để khô mẫu vật liệu, biofilm được thôi ra
bằng cồn tuyệt đối trong 30 phút, xác định lượng biofilm
bằng cách đo mật độ quang OD595 [5,8].
3. KẾT QUẢ
3.1. Khảo sát tính chất vật lý của nhựa mềm đệm
hàm phối hợp với tinh dầu Hương nhu trắng
Mẫu nghiên cứu của 3 nhóm chứa 0%, 1% và 2% TD HNT
được tiến hành đo lực bóc tách tại thời điểm 1 ngày và 7 ngày
sau khi chuẩn bị tại Trung tâm nghiên cứu vật liệu polymer
của Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh. Hai đầu của
mẫu được dán vào ngàm kẹp và cho tải lực dưới tốc độ đầu
kéo 5 mm/phút cho đến khi bắt đầu có hiện tượng bong dán.
So sánh kết quả lực bóc tách sau 1 ngày (F1) giữa 3 nhóm
nồng độ bằng kiểm tra Kruskal-Wallis test và Post Hoc test
(mức ý nghĩa p<0,05) cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa
thống kê giữa 3 nhóm nghiên cứu. Lực bóc tách trung bình
sau 24 giờ của nhóm NMĐH trộn TD HNT 2% là 259,18 N
cao hơn có ý nghĩa thống kê so với nhóm 1% (172,52 N) và
nhóm chứng 0% (123,04 N). Tuy nhiên, kết quả sau 7 ngày
cho thấy không có sự khác biệt giữa 3 nhóm nghiên cứu.
NMĐH sau khi kết hợp với TD HNT có xu hướng tăng
khả năng dán với bề mặt nhựa acrylic và tác động này phụ
thuộc vào nồng độ. Hàm lượng TD HNT càng tăng, độ
bền dán giữa hai lớp vật liệu càng tăng trong giới hạn từ
0 đến 2%. Khi lượng TD HNT trộn vào phần lỏng của
NMĐH đạt 1% thì độ bền dán của tất cả các mẫu nghiên
cứu đều cao hơn nhóm chứng. Khi nồng độ TD HNT đạt
đến 2%, lực tối thiểu cần thiết để bóc tách 2 lớp vật liệu
của mẫu tăng lên hơn 2 lần so với nhóm chứng. Tác động
này không bền và sau 7 ngày trùng hợp thì độ bền dán ghi
nhận được là như nhau giữa tất cả các mẫu giữa 3 nhóm
nghiên cứu. Như vậy, việc kết hợp TD HNT vào NMĐH
không làm thay đổi độ bền dán giữa NMĐH và nhựa
acrylic sau khi dán 7 ngày (Hình 3, Bảng 3).
Hình 3. Đo lực bóc tách của nhựa mềm đệm hàm có hoặc
không có phối hợp với tinh dầu Hương nhu trắng (Bên trái là hình
khi bắt đầu thử nghiệm đo, bên phải là hình bắt đầu có hiện tượng
bong dán)
Bảng 3. Kết quả đo độ bền dán của các nhóm nghiên cứu
sau 1 và 7 ngày tạo mẫu
Thời điểm
đo
Nồng độ TD
HNT (%)
Số lượ
ng
mẫu (n)
Trung bình
(MPa)
Độ lệch
chuẩn
Ngày 1
0 5 0,098 0,003
1 5 0,138 0,007
2 5 0,207 0,022
Ngày 7
0 5 0,106 0,005
1 5 0,099 0,017
2 5 0,102 0,003
3.2. Khảo sát hoạt tính ức chế sự hình thành
biofilm của Streptococcus mutans của nhựa mềm
đệm hàm phối hợp với tinh dầu Hương nhu trắng
Sau 24 giờ tiếp xúc với vi sinh vật, NMĐH với TD HNT
1% và 2% đều có hiệu quả kháng 99,99% tế bào sống
S. mutans và giảm dần theo thời gian phơi nhiễm. Sau 3 ngày,
nhóm TD HNT 2% ngăn hình thành hơn 50% S. mutans
(56,64%) khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nhóm 1%
(22,17%). Tác động kháng khuẩn của cả hai nhóm không
khác biệt ở ngày thứ 5 và giảm đáng kể sau 7 ngày tiếp xúc
vi sinh vật. Nhóm TD HNT 1% hầu như không còn tác động
trong khi nhóm 2% vẫn còn hiệu quả giảm được 18% lượng
S. mutans trong mẫu vật liệu ở ngày thứ 7 (Hình 4).
Kết quả định lượng tổng sinh khối (biomass) của
S. mutans trên NMĐH bằng phương pháp nhuộm tím
tinh thể sau 1, 3, 5 và 7 ngày tiếp xúc vi sinh vật được
trình bày Hình 5. Nhóm NMĐH trộn với 1% và 2% TD
HNT cho kết quả tại ngày thứ nhất thấp hơn có ý nghĩa
