Effect of vetiver extract on inhibition of oral pathogenic bacteria and development into a mouthwash product prototype

Abstract

Oral diseases are major health problems which are cased from bacteria leading to poor dental health which adversely influences the general quality of life. Traditional herbal medicines have been used as alternative dental treatments that are safe, effective and economical. Vetiveria zizanioides commonly known as vetiver is one such potential plant that is used in the field of dentistry. Thus, this study aim to investigate the inhibitory effect of vetiver extracts toward three strains of oral pathogens, namely Streptococcus mutans DMST 18771, Streptococcus sobrinus DMST 35719, and Moraxella catarrhalis DMST 17121. Four varieties of vetiver comprising Paratchatan, Sri Lanka, Maetia and Chiang Mai were extracted with series of solvents, including water, 95% ethanol, 70% ethanol and 50% ethanol. The aquatic extract of Maetia showed the highest percentage yield followed by Sri Lanka, Paratchatan and Chiang Mai, respectively. Bacterial growth inhibition was tested by using disc diffusion method. The 95% ethanolic extract of Maetia exhibited strong inhibitory effect. The minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC) of this extract against M. catarrhalis were found to be 1.95 mg/mL and inhibition zone diameter was 11.67 mm. Moreover, the chemical profile of vetiver extracts was analyzed by thin layer chromatography (TLC) and further screened for active antibacterial activity of the separated compounds present in the extracts. Three vetiver extracts including 95% ethanolic extract of Maetia and Chiang Mai and 50% ethanolic extract of Sri Lanka showed inhibitory activities against all the three tested strains of bacteria used at a concentration range of 1.56-6.25 mg/mL. Futhermore, all extracts could inhibit growth of S. mutans which was comparable to chlohexdine, commonly used as an oral disinfectant at a concentration 16 mg/mL. In the present study the extract of vetiver was developed as a mouthwash product with addition of sodium benzoate and was found that it had the strong inhibitory effect on oral microorganisms. The study exhibits potential of vetiver extract for treatment of oral pathologies and dental problems and a potential candidate for the development of novel oral drugs.

การเกิดโรคในช่องปากมีสาเหตุส่วนใหญ่มาจากเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งส่งผลให้เกิดปัญหาทางด้านทันตสาธารณสุข ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องหาวิธีการป้องกันและคิดค้นผลิตภัณฑ์ใหม่ ที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อที่มีความปลอดภัยและราคาไม่แพง งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของสารสกัดจากหญ้าแฝกต่อการเจริญของเชื้อก่อโรคในช่องปาก 3 ชนิด ได้แก่ Streptococcus mutans DMST 18771, Streptococcus sobrinus DMST 35719 และ Moraxella catarrhalis DMST 17121 โดยนำใบหญ้าแฝกทั้งหมด 4 สายพันธุ์ ได้แก่ พันธุ์พระราชทาน แม่เตี๊ยะ เชียงใหม่ และศรีลังกา มาสกัดด้วยตัวทำละลาย 4 ชนิด ได้แก่ น้ำ เอทานอล 95 70 และ 50 เปอร์เซ็นต์ จากการสกัดสารพบว่า หญ้าแฝกสายพันธุ์แม่เตี๊ยะที่สกัดด้วยน้ำมีร้อยละผลผลิตมากที่สุด รองลงมา ได้แก่ สายพันธุ์ศรีลังกา พระราชทาน และเชียงใหม่ ที่สกัดด้วยน้ำ ตามลำดับ จากนั้นจึงนำสารสกัดมาทดสอบความสามารถในการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียก่อโรคในช่องปาก ด้วยวิธี disc diffusion ผลการทดลองพบว่า สารสกัดหญ้าแฝกสายพันธุ์แม่เตี๊ยะที่สกัดด้วยเอทานอล 95 เปอร์เซ็นต์ มีประสิทธิภาพดีที่สุดในการยับยั้ง M. catarrhalis โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางบริเวณการยับยั้งเท่ากับ 11.67 มิลลิเมตร และมีค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถยับยั้งและฆ่าเชื้อได้เท่ากับ 1.95 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร จากนั้นจึงทำการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของสารสกัดโดยใช้วิธี thin layer chromatography (TLC) bioautography ผลการศึกษาฤทธิ์ในการต้านเชื้อ พบว่า สารสกัดจากหญ้าแฝกสามารถต้านเชื้อแบคทีเรียทดสอบได้ทุกชนิด โดยพบบริเวณ การยับยั้งเชื้อที่ความเข้มข้น 6.25-1.56 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ซึ่งความสามารถในการยับยั้งเชื้อของ S. mutans ใกล้เคียงกับ chlorhexidine ความเข้มข้น 16 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร เมื่อนำมาพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์น้ำยาบ้วนปากพบว่าน้ำยาบ้วนปากผสมสารสกัดหญ้าแฝกที่มีการเติม sodium benzoate มีความสามารถในการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียก่อโรคในช่องปากได้ดีที่สุด จากการศึกษาวิจัยในครั้งนี้จะสามารถนำข้อมูลประสิทธิภาพของสารสกัดจากหญ้าแฝกเป็นองค์ความรู้ในการพัฒนาต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์อื่น ๆ สำหรับยับยั้งแบคทีเรียก่อโรคในช่องปากต่อไป