Objectives: Recurrent caries was partly ascribed to lack of antibacterial properties in composite resin. Silver and zinc nanoparticles are considered to be broad-spectrum antibacterial agents. The aim of the present study was to evaluate the antibacterial properties of composite resins containing 1% silver and zinc-oxide nanoparticles on Streptococcus mutans and Lactobacillus. Materials and Methods: Ninety discoid tablets containing 0%, 1% nano-silver and 1% nano zinc-oxide particles were prepared from flowable composite resin (n = 30). The antibacterial properties of composite resin discs were evaluated by direct contact test. Diluted solutions of Streptococcus mutans (PTCC 1683) and Lactobacillus (PTCC 1643) were prepared. 0.01 mL of each bacterial species was separately placed on the discs. The discs were transferred to liquid culture media and were incubated at $37^{\circ}C$ for 8 hr. 0.01 mL of each solution was cultured on blood agar and the colonies were counted. Data was analyzed with Kruskall-Wallis and Mann-Whitney U tests. Results: Composites containing nano zinc-oxide particles or silver nanoparticles exhibited higher antibacterial activity against Streptococcus mutans and Lactobacillus compared to the control group (p < 0.05). The effect of zinc-oxide on Streptococcus mutans was significantly higher than that of silver (p < 0.05). There were no significant differences in the antibacterial activity against Lactobacillus between composites containing silver nanoparticles and those containing zinc-oxide nanoparticles. Conclusions: Composite resins containing silver or zinc-oxide nanoparticles exhibited antibacterial activity against Streptococcus mutans and Lactobacillus.
Objectives: The aim of this study is to investigate the mechanical properties and antibacterial effects on Streptococcus mutans of composite resins containing phytoncide. Methods: Phytoncide was mixed with commercial composite resins at 0 (control), 1.25, 2.5, 3.75, and 5.0 weight percentage (wt%). Mechanical properties related to composite resins such as surface hardness, depth of cure, and flexural strength were measured. Antibacterial effects of composite resins were analyzed by using Streptococcus mutans (ATCC 25175). The results were analyzed by one-way analysis of variance followed by Tukey's test (p<0.05). Results: Composite resins that contain low wt% of phytoncide demonstrated no significant difference in surface hardness, depth of cure, and flexural strength (p>0.05). However, composite resins that contain high wt% of phytoncide had significantly decreased mechanical properties (p<0.05). In terms of antibacterial effects, composite resins containing phytoncide inhibited the growth of S. mutans. Conclusions: Our findings suggest that novel composite resins containing phytoncide have effective antibacterial properties while maintaining the originally important mechanical features of composite resins.
Objectives: This study evaluated the antibacterial effect and mechanical properties of composite resins ($L_{CR}$, $M_{CR}$, $H_{CR}$) incorporating chitosan with three different molecular weights (L, Low; M, Medium; H, High). Materials and Methods: Streptococcus (S). mutans 100 mL and each chitosan powder were inoculated in sterilized 10 mL Brain-Heart Infusion (BHI) solution, and was centrifuged for 12 hr. Absorbance of the supernatent was measured at $OD_{660}$ to estimate the antibacterial activities of chitosan. After S. mutans was inoculated in the disc shaped chitosan-containing composite resins, the disc was cleansed with BHI and diluted with serial dilution method. S. mutans was spread on Mitis-salivarius bacitracin agar. After then, colony forming unit (CFU) was measured to verify the inhibitory effect on S. mutans biofilm. To ascertain the effect on the mechanical properties of composite resin, 3-point bending and Vickers hardness tests were done after 1 and 3 wk water storage, respectively. Using 2-way analysis of variance (ANOVA) and Scheffe test, statistical analysis was done with 95% significance level. Results: All chitosan powder showed inhibition effect against S. mutans. CFU number in chitosan-containing composite resins was smaller than that of control resin without chitosan. The chitosan containing composite resins did not show any significant difference in flexural strength and Vickers hardness in comparison with the control resin. However, the composite resin, $M_{CR}$ showed a slightly decreased flexural strength and the maximum load than those of control and the other composite resins $H_{CR}$ and $L_{CR}$. Conclusions: $L_{CR}$ and $H_{CR}$ would be recommended as a feasible antibacterial restorative due to its antibacterial nature and mechanical properties.
Background: The poor bioadhesion capacity of tilmicosin resulting in treatment failure for Staphylococcus aureus small colony variants (SASCVs) mastitis. Objectives: This study aimed to increase the bioadhesion capacity of tilmicosin for the SASCVs strain and improve the antibacterial effect of tilmicosin against cow mastitis caused by the SASCVs strain. Methods: Tilmicosin-loaded chitosan oligosaccharide (COS)-sodium carboxymethyl cellulose (CMC) composite nanogels were formulated by an electrostatic interaction between COS (positive charge) and CMC (negative charge) using sodium tripolyphosphate (TPP) (ionic crosslinkers). The formation mechanism, structural characteristics, bioadhesion, and antibacterial activity of tilmicosin composite nanogels were studied systematically. Results: The optimized formulation was comprised of 50 mg/mL (COS), 32 mg/mL (CMC), and 0.25 mg/mL (TPP). The size, encapsulation efficiency, loading capacity, polydispersity index, and zeta potential of the optimized tilmicosin composite nanogels were 357.4 ± 2.6 nm, 65.4 ± 0.4%, 21.9 ± 0.4%, 0.11 ± 0.01, and -37.1 ± 0.4 mV, respectively; the sedimentation rate was one. Scanning electron microscopy showed that tilmicosin might be incorporated in nano-sized crosslinked polymeric networks. Moreover, adhesive studies suggested that tilmicosin composite nanogels could enhance the bioadhesion capacity of tilmicosin for the SASCVs strain. The inhibition zone of native tilmicosin, tilmicosin standard, and tilmicosin composite nanogels were 2.13 ± 0.07, 3.35 ± 0.11, and 1.46 ± 0.04 cm, respectively. The minimum inhibitory concentration of native tilmicosin, tilmicosin standard, and tilmicosin composite nanogels against the SASCVs strain were 2, 1, and 1 ㎍/mL, respectively. The in vitro time-killing curves showed that the tilmicosin composite nanogels increased the antibacterial activity against the SASCVs strain. Conclusions: This study provides a potential strategy for developing tilmicosin composite nanogels to treat cow mastitis caused by the SASCVs strain.
This study examines the dyeability, light fastness, washing fastness, and antibacterial activity of chitosan and nano silver composite knit fabrics dyed with extracted solution from Chrysanthemum Indicum Linn. The results show that ${\Delta}E$ values of chitosan and nano silver composite knit fabrics were higher than cotton 100% knit fabrics in dyed condition with extracted solution from Chrysanthemum Indicum Linn, and mordant treatments influenced the chrominance change. Chrysanthemum indicum Linn confirmed that this could be a polygenetic colors. ${\Delta}E$ values of post-mordant treatments knit fabrics were higher than pre-mordant treatments knit fabrics in dyed condition with extracted solution from Chrysanthemum Indicum Linn., and mordant treatments method influenced the chrominance change. The dyeability of chitosan and nano silver composite knit fabrics was increased by mordant treatment. The fastness of the chitosan and nano silver composite knit fabrics was better than cotton 100% knit fabrics. In the result of antibacterial activity, the bacterial reduction rate of chitosan and nano silver composite knit fabrics was 99.9% to Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae.
A novel flame retardant and antibacterial composite membrane coating for wood surfaces was prepared by adding POSS-based phosphorous nitrogen flame retardant (later referred to as NH2-POSS) and silver nanoparticles (Ag NPs) to chitosan (CS). The effects of NH2-POSS content (mass fractions of CS 0%, 0.5%, 1%, 3%, 5%, and 7%) on the structure and properties of the composite membrane coating on wood were investigated. The composite film was prepared by the method of blending and ducting. Contact angle, tensile property and antibacterial effects of the composite film were measured, and infrared spectroscopy was used. The results show that the addition of NH2-POSS can not only improve the toughness of the membrane, but also the flame retardancy of the membrane, which improves the application of the membrane in wood products. However, with the addition of NH2-POSS, the transparency of the composite membrane was weakened. The inhibitory effect of the composite membrane on the growth of Escherichia coli was enhanced with the increase in Ag NPs. This research provides a foundation for the application of functional wood.
Background: Florfenicol might be ineffective for treating Staphylococcus aureus small colony variants (SCVs) mastitis. Objectives: In this study, florfenicol-loaded chitosan (CS)-sodium tripolyphosphate (TPP) composite nanogels were prepared to allow targeted delivery to SCV infected sites. Methods: The formulation screening, the characteristics, in vitro release, antibacterial activity, therapeutic efficacy, and biosafety of the florfenicol composite nanogels were studied. Results: The optimized formulation was obtained when the CS and TPP were 10 and 5 mg/mL, respectively. The encapsulation efficiency, loading capacity, size, polydispersity index, and zeta potential of the optimized florfenicol composite nanogels were 87.3% ± 2.7%, 5.8% ± 1.4%, 280.3 ± 1.5 nm, 0.15 ± 0.03, and 36.3 ± 1.4 mv, respectively. Optical and scanning electron microscopy showed that spherical particles with a relatively uniform distribution and drugs might be incorporated in cross-linked polymeric networks. The in vitro release study showed that the florfenicol composite nanogels exhibited a biphasic pattern with the sustained release of 72.2% ± 1.8% at 48 h in pH 5.5 phosphate-buffered saline. The minimal inhibitory concentrations of commercial florfenicol solution and florfenicol composite nanogels against SCVs were 1 and 0.25 ㎍/mL, respectively. The time-killing curves and live-dead bacterial staining showed that the florfenicol composite nanogels were concentration-dependent. Furthermore, the florfenicol composite nanogels displayed good therapeutic efficacy against SCVs mastitis. Biological safety studies showed that the florfenicol composite nanogels might be a biocompatible preparation because of their non-toxic effects on the renal tissue and liver. Conclusions: Florfenicol composite nanogels might improve the treatment of SCV infections.
In this study, the photo-deposition method was used to introduce Ag onto the surface of TiO2 to synthesize an Ag-TiO2 composite. The effects of the varying amounts of AgNO3 precursor and annealing time periods on the Ag content in the composites, as well as their antibacterial characteristics under visible light conditions were studied. SEM analysis revealed the spherical morphology of the Ag-TiO2 composite. Compared with TiO2, the Ag particles were too small to be observed. An XPS analysis of the Ag-TiO2 surface confirmed the Ag content and showed the peak intensities for elements such as Ag, Ti, O, C, and Si. The highest Ag content was observed when 33.3 wt.% of AgNO3 and an annealing time of 6 h were employed; this was the optimum annealing time for Ti-Ag-O bonding, in that the lowest number of O bonds and the highest number of Ag bonds were confirmed by XPS analysis. Superior antibacterial properties against Bacillus and Escherichia coli, in addition to the widest inhibition zones were exhibited by the Ag-TiO2 composite with an increased Ag content in a disk diffusion test, the bacterial reduction rate against Staphylococcus aureus and Escherichia coli being 99.9%.
Park, Yuri;Park, Tae-Hee;Lee, Rami;Baek, Jong-sung;Jhee, Kwang-Hwan;Bang, Daesuk
Elastomers and Composites
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v.52
no.3
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pp.201-210
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2017
We studied the antibacterial effect and mechanical properties of PLA composites with in organic porous zeolite-type bacteriocides. The specimens were prepared by an intermeshing co-rotating twin screw extruder using different contents of inorganic bacteriocide. The degree of dispersion of the in organic bacteriocide in the PLA composite was confirmed by FE-SEM. The contents of Ag and Zn in the composite were also investigated by energy dispersive spectroscopy at different concentrations of the inorganic bacteriocide. The antibacterial effects were analyzed by turbidity analysis, shaking culture, and drop-test. The mechanical properties, such as the tensile and flexural properties, impact strength, and physical properties, were also investigated. As the content of inorganic bacteriocide increased, the antibacterial activity was increased, especially against Staphylococcus aureus. Mechanical properties, namely, tensile strength, elongation, flexural strength, and impact strength, tended to decrease with an increase in inorganic bacteriocide content, but the tensile and flexural modulus increased.
Ga Young Shin;Hyo-Lyn Kim;So-Yoon Park;Mi So Park;Chanhyeong Kim;Jae-Young Her
Food Science and Preservation
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v.31
no.1
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pp.126-137
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2024
In this study, zinc oxide nanoparticles (ZnONPs) were synthesized using three distinct zinc salts: zinc acetate, zinc chloride, and zinc nitrate. These ZnONPs were subsequently utilized in the fabrication of carrageenan-ZnONPs (Car-ZnONPs) composite films. The study assessed influence of the various ZnONPs on the morphological, water vapor barrier, color, optical, and antimicrobial properties of the Car-ZnONPs composite films. The surface morphology and UV-blocking attributes of the composite films were affected by the type of ZnONPs used, but their surface color, transparency, and chemical structure remained unaltered. The composite film's thickness and elongation at break (EB) significantly increased, while the tensile strength significantly decreased. In contrast, film's elastic modulus (EM) and water vapor permeability coefficient (WVP) showed no significant difference. All the composite films with added ZnONPs demonstrated potent antibacterial activity against Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes . Among the carrageenan-based composite films, Car-ZnONPsZC showed the highest antibacterial and UV-blocking properties, and its elongation at break was significantly higher than that of the pure carrageenan films. This suggests that ZnONPs composite films have the potential to be used as an active packaging film, preserve the safety of the packaged food and extend shelf life.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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