Abstract Colloidal systems have been used to encapsulate, protect and release essential oils in mouthwashes. In this study, we investigated the effect of cetylpyridinium chloride (CPC) on the physicochemical properties and antimicrobial activity of oil-in-water colloidal systems containing tea tree oil (TTO) and the nonionic surfactant polysorbate 80. Our main aim was to evaluate whether CPC could improve the antimicrobial activity of TTO, since this activity is impaired when this essential oil is encapsulated with polysorbate 80. These systems were prepared with different amounts of TTO (0-0.5% w/w) and CPC (0-0.5% w/w), at a final concentration of 2% (w/w) polysorbate 80. Dynamic light scattering (DLS) results revealed the formation of oil-swollen micelles and oil droplets as a function of TTO concentration. Increases in CPC concentrations led to a reduction of around 88% in the mean diameter of oil-swollen micelles. Although this variation was of only 20% for the oil droplets, the samples appearance changed from turbid to transparent. The surface charge of colloidal structures was also markedly affected by the CPC as demonstrated by the transition in zeta potential from slightly negative to highly positive values. Electron paramagnetic resonance (EPR) studies showed that this transition is followed by significant increases in the fluidity of surfactant monolayer of both colloidal structures. The antimicrobial activity of colloidal systems was tested against a Gram-negative (Escherichia coli) and Gram-positive (Staphylococcus aureaus) bacteria. Our results revealed that the inhibition of bacterial growth is observed for the same CPC concentration (0.05% w/w for E. coli and 0.3% w/w for S. aureus) regardless of TTO content. These findings suggest that TTO may not act as an active ingredient in polysorbate 80 containing mouthwashes. encapsulate mouthwashes study (CPC oilinwater water (TTO 00.5% 005 0 0.5% 5 (0-0.5 ww w w/w, , 2 (w/w DLS (DLS oilswollen swollen 88 20 transparent values EPR (EPR Gramnegative Gram Escherichia Grampositive Staphylococcus aureaus bacteria 0.05% 05 (0.05 E 03 3 0.3 S aureus content 8 00 00.5 0.5 (0-0. 0.05 (0.0 0. 00. (0-0 0.0 (0. (0- (0 (
Resumo Sistemas coloidais têm sido usados para encapsular, proteger e liberar óleos essenciais em enxagues bucais. Neste estudo, investigamos o efeito do cloreto de cetilpiridínio (CPC) nas propriedades físico-químicas e na atividade antimicrobiana de sistemas coloidais do tipo óleo-em-água contendo óleo de melaleuca (TTO) e o surfactante não iônico polissorbato 80. Nosso principal objetivo foi avaliar se o CPC poderia melhorar a atividade antimicrobiana do TTO, uma vez que ela é prejudicada quando este óleo essencial é encapsulado com polisorbato 80. Estes sistemas foram preparados com diferentes quantidades de TTO (0-0,5% m/m) e CPC (0-0,5% m/m) para uma concentração final de polissorbato 80 de 2% (m/m). Os resultados de espalhamento de luz dinâmico (DLS) revelaram a formação de micelas e gotículas inchadas de óleo em função da concentração de TTO. Aumentos nas concentrações de CPC resultaram numa redução de cerca de 88% no diâmetro médio das micelas inchadas com óleo. Embora esta variação tenha sido de apenas 20% para as gotículas de óleo, a aparência das amostras mudou de turva para transparente. A carga superficial das estruturas coloidais também foi significativamente afetada pelo CPC, como demonstrado pela transição no potencial zeta de valores levemente negativos para valores muito positivos. Estudos de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) mostraram que esta transição é seguida por aumentos significativos na fluidez da monocamada de surfactante em ambas as estruturas coloidais. A atividade antimicrobiana dos sistemas coloidais foi testada contra bactérias Gram-negativas (Escherichia coli) e Gram-positivas (Staphylococcus aureaus). Nossos resultados revelaram que a inibição do crescimento bacteriano é observada para a mesma concentração de CPC (0,05% m/m para E. coli e 0,3% m/m para S. aureus), independentemente do conteúdo de TTO. Estas descobertas sugerem que o TTO não deve atuar como ingrediente ativo em enxagues bucais contendo polissorbato 80. encapsular estudo (CPC físicoquímicas físico químicas óleoemágua água (TTO 00,5% 005 0 0,5% 5 (0-0,5 mm m 8 2 m/m. . (m/m) DLS (DLS 88 20 transparente positivos EPR (EPR Gramnegativas Gram negativas Escherichia Grampositivas positivas Staphylococcus aureaus. aureaus aureaus) 0,05% 05 (0,05 E 03 3 0,3 S aureus, aureus , aureus) 00 00,5 0,5 (0-0, (m/m 0,05 (0,0 0, 00, (0-0 0,0 (0, (0- (0 (