Formulation of an Origanum vulgare based dental gel with antimicrobial activity

J Taibah Univ Med Sci. 2021 Jun 12;16(5):712-718. doi: 10.1016/j.jtumed.2021.05.009. eCollection 2021 Oct.

Abstract

Objectives: This study aims to formulate a new Origanum vulgare anti-caries dental gel with high antimicrobial activity.

Methods: O. vulgare essential oil was extracted using hydro-distillation, ethanol extraction, gas chromatography/mass spectrometry, and high-performance liquid chromatography methods. Antimicrobial activity of the produced gels with oregano oil and extract was determined through the disco-diffusion method. The effectiveness of O. vulgare essential oil was tested in vitro for Streptococcus mutans biofilm using colorimetric analysis.

Results: O. vulgare essential oil inhibited the growth of S. mutans biofilm by 98% compared with unexposed control bacteria (p <0.05). Five samples of anti-caries gel (ACDG1, ACDG2, ACDG3, ACDG4, ACDG5) were formulated using the obtained oregano essential oil and extract. Based on the microbiological study results, the ACDG1 and ACDG3 gel samples exhibited high antimicrobial activity against the gram-positive bacterial strains of Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis and the yeast fungus Candida albicans and moderate antimicrobial activity against the gram-negative strains of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa.

Conclusion: Based on the results of this study, the ACDG3 sample may be considered an anti-caries gel owing to its high antimicrobial activity. This sample has good organoleptic properties compared to other samples, produces relatively high antimicrobial activity, and guards against cariogenic biofilms of S. mutans.

أهداف البحث: تهدف هذه الدراسة إلى صياغة هلام الأسنان أورجانوم فالجاري الجديد المضاد للتسوس مع فاعلية عالية في مضادات الميكروبات.

طرق البحث: تم استخراج الزيت العطري أورجانوم فالجاري باستخدام التقطير المائي؛ واستخراج الإيثانول، واللوني للغاز/قياس الطيف الكتلي، وطرق الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء. وتم تحديد النشاط المضاد للميكروبات للهلام المنتج بزيت الأوريجانو والمستخلص بطريقة الانتشار القرصي. وتم اختبار فعالية الزيت العطري أورجانوم فالجاري في المختبر من أجل الفلم الحيوي للعقدية الطافرة باستخدام التحليل اللوني.

النتائج: منع زيت أورجانوم فالجاري العطري من نمو الفلم الحيوي للعقدية الطافرة بنسبة ٩٨٪ مقارنة ببكتيريا التحكم غير المكشوفة. وتمت صياغة خمس عينات من الجل المضاد للتسوس باستخدام زيت الأوريجانو الأساسي والمستخلص. بناء على نتائج الدراسة الميكروبيولوجية، أظهرت عينات الهلام الأولى والثالثة نشاطا عاليا لمضادات الميكروبات ضد السلالات البكتيرية موجبة الجرام من المكورات العنقودية الذهبية والعصوية الرقيقة وفطريات المبيضة البيضاء ونشاطا معتدلا مضادا للميكروبات ضد السلالات سالبة الجرام من الإشريكية القولونية والزائفة الزائفة.

الاستنتاجات: بناء على نتائج هذه الدراسة، يمكن اعتبار عينة الهلام الثالثة بمثابة مادة هلامية مضادة للتسوس نظرا لارتفاع نشاطها المضاد للميكروبات. تتميز هذه العينة بخصائص حسية جيدة مقارنة بالعينات الأخرى، وتحمل نشاطا مضادا للميكروبات مرتفعا نسبيا وتحمي من الأغشية الحيوية المسببة للسرطان من العقدية الطافرة.

Keywords: Anti-bacterial agent; Biofilm; Gel; Origanum; Plant extract; Staphylococcus aureus.