O perfil de liberação e o efeito de um sistema de liberação prolongada contendo metronidazol, antimicrobiano prescrevido para o tratamento da periodontite, foram avaliados na presença de biofilmes supra e subgengivais, representados respectivamente pelas bactérias Streptococcus mutans e Porphyromonas gingivalis. Os biofilmes foram crescidos e expostos ao sistema de liberação prolongada contendo metronidazol (MDZ) ou ao controle de veículo da formulação (CV), composto de monoglicerídeos e monoesterato de sorbitano. Biofilmes não tratados foram utilizados como controle negativo (CN). Os biofilmes e os meios de cultura de S. mutans foram coletados após a primeira exposição aos tratamentos nos tempos 24, 48, 72 e 96 horas enquanto para biofilmes de P. gingivalis os tempos foram 24, 48 e 72 horas. Após coleta, os biofilmes foram analisados em relação à quantificação de fármaco e viabilidade bacteriana (biofilmes de S. mutans: n=3; biofilmes de P. gingivalis: n=6). Biofilmes de S. mutans também foram avaliados em relação à acidogenicidade. Nos biofilmes supragengivais, a quantificação de MDZ nas primeiras 24 horas foi de 7% em relação à concentração inicial de fármaco na formulação, permanecendo em torno de 1% para os demais tempos. O teor de MDZ liberado da formulação reduziu a viabilidade bacteriana no tempo 24 horas e diminuiu a acidogenicidade dos biofilmes por 48 horas em relação aos grupos CV e NC (p<0,05). Já para os biofilmes subgengivais, 19% de MDZ foram liberados da formulação nas primeiras 24 horas e 5% do fármaco foram quantificados nas análises dos demais tempos. O antimicrobiano liberado reduziu a viabilidade bacteriana em todos os tempos em relação à CV e NC (p<0,05), não sendo diferente estatisticamente entre si (p>0,05). O grupo CV apresentou menor viabilidade bacteriana se comparado ao grupo CN (p<0,05), mas maior viabilidade em comparação ao grupo MDZ em todos os tempos (p<0,05). De uma forma geral, o sistema de liberação prolongada proposto neste estudo foi capaz de inviabilizar a proliferação de biofilmes de P. gingivalis e de desestabilizar biofilmes de S. mutans. Além disso, os microambientes originados pelos biofilmes interferiram na cinética de liberação do metronidazol, diminuindo sua disponibilidade biológica. Assim, considerando a continuidade do biofilme sub e supragengival, torna-se interessante aprofundar os estudos sobre formulações que possam inibir biofilmes subgengivais ao mesmo tempo em que desestabilizam biofilmes supragengivais, evitando a rápida recolonização dos nichos periodontais tratados. Em acréscimo, a possibilidade de estudar parâmetros operacionais de desenvolvimento da formulação farmacêutica utilizando-se modelos de biofilmes patogênicos pode ser considerada em futuros estudos

The drug release profile and the effect of a controlled release system containing metronidazole, an antibiotic prescribed for the treatment of periodontitis, were evaluated in the presence of supra and subgingival biofilms, represented respectively by the bacteria - Streptococcus mutans and Porphyromonas gingivalis. The biofilms were grown and exposed to the controlled release system containing metronidazole (MDZ) as well as vehicle control (VC) of the formulation containing monoglycerides and sorbitan monostearate. Untreated biofilms were used as negative control (NC). The biofilms and culture media of S. mutans were collected after the first exposure to the treatments at times 24, 48, 72 and 96 hours while for P. gingivalis biofilms, the times were 24, 48 and 72 hours. After collection, biofilms were analyzed for drug quantification and bacterial viability (S. mutans biofilms: n=3; P. gingivalis biofilms: n=6). Biofilms of S. mutans were also evaluated for acidogenicity. In the supragingival biofilms, the MDZ quantification in the first 24 hours was 7% in relation to the initial concentration of drug in the formulation, remaining around 1% for the remaining times. The amount of MDZ released from the formulation reduced the bacterial viability in the 24 hour and decreased the acidogenicity of the biofilms by 48 hours in relation to the VC and NC groups (p <0.05). As for subgingival biofilms, 19% of MDZ was released from the formulation in the first 24 hours and 5% of the drug was quantified in the other analyses. The MDZ released reduced bacterial viability in relation to VC and NC (p <0.05), and was not statistically different at all sampling times studied (p> 0.05). The VC group presented lower number of viable bacteria than NC (p <0.05), however, it was higher when compared to the MDZ-treated group at all sampling times studied (p <0.05). In general, the controlled release system proposed in this study was able to prevent the proliferation of P. gingivalis biofilms and to destabilize S. mutans biofilms. In addition, microenvironments caused by biofilms interfered with the release kinetics of metronidazole, reducing its bioavailability. Thus, considering the continuity of the sub and supragingival biofilms, it is imperative to deepen the studies on formulations that can inhibit the formation of subgingival biofilms while destabilizing supragingival biofilms, thereby avoiding the rapid recolonization of the treated periodontal niches. In addition, the possibility of studying operational parameters for the development of pharmaceutical formulations using models of pathogenic biofilms can be considered in future studies