اختبار بقاء الخلايا الموجودة في البيئة الفموية على Liqcreate Bio-Med Clear راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد
Liqcreate تعاون مع جامعة فونتيس للعلوم التطبيقية للتحقيق في التصاق الخلايا ومعدل بقاء الخلايا على Bio-Med Clear، وهو عبارة عن راتينج فوتوبوليمر قابل للطباعة ثلاثية الأبعاد تم تطويره وتصنيعه بواسطة Liqcreate. وقد أجريت دراسات سابقة أثبتت أن أنواعًا مختلفة من البكتيريا وخطوط الخلايا البشرية قادرة على الالتصاق بهذه المادة بشكل فعال مع معدل بقاء مرتفع للخلايا.
تهدف الدراسة الحالية إلى تقييم ما إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة Staphylococcus aureus وPseudomonas aeruginosa وCandida albicans قادرة على الاستمرار في الالتصاق والبقاء قابلة للحياة على Bio-Med Clear راتنجات لفترة طويلة تصل إلى ثلاثة أسابيع. تم اختيار هذه الكائنات الدقيقة تحديدًا نظرًا لكثرة وجودها في البيئة الفموية البشرية، مما يجعلها ذات أهمية لتقييم التطبيقات السريرية المحتملة لهذه المادة.
الصورة: النمو الناجح لخميرة المبيضات البيضاء على أجار سابورو في وجود Liqcreate Bio-Med Clearأجزاء راتنجية مطبوعة ثلاثية الأبعاد متوافقة حيوياً.
تم اختبار البكتيريا والخميرة على Liqcreate Bio-Med Clear
يمكن استخدام مجموعة واسعة من أنواع البكتيريا لدراسة قدرة الالتصاق. ويتمثل العامل الأكثر أهمية في تقييم هذه الخاصية في خصائص سطح البكتيريا، وخاصةً تركيب جدار الخلية والبروتينات السطحية المرتبطة به. ولهذه التجربة، تم اختيار ثلاثة كائنات دقيقة، يتميز كل منها بخصائص مميزة من حيث تفاعلات صبغة غرام، والأوكسيديز، والكاتالاز، والكواجولاز. وقد اختيرت هذه الاختبارات لأنها تمثل طرقًا أساسية وواسعة الاستخدام للتمييز بين الأنواع الميكروبية. وبناءً على ذلك، تم تحديد مجموعة مختارة بدقة من ثلاثة كائنات دقيقة متنوعة تصنيفيًا.
بالإضافة إلى ذلك، تم اختيار هذه الكائنات الدقيقة تحديدًا نظرًا لوجودها المعروف في ميكروبات الفم البشرية. تدعم هذه الصلة بالبيئة الفموية الاستخدام المستقبلي المحتمل لـ Liqcreate المواد المستخدمة في تطبيقات طب الأسنان.
المكورات العنقودية الذهبية
المكورات العنقودية الذهبية هي بكتيريا موجبة الجرام، توجد عادةً في مجموعات. وهي جزء من البكتيريا المتعايشة لدى حوالي 30% من السكان، وتعيش على الأسطح المخاطية والحلق والجلد. تتميز المكورات العنقودية الذهبية بخصائص التصاق قوية، تُعزى إلى سطح خلاياها الكاره للماء، مما يُسهّل التصاقها بالمواد الصناعية مثل البلاستيك. علاوة على ذلك، تُنتج المكورات العنقودية الذهبية غشاءً حيويًا يتكون من مصفوفات عديد السكاريد خارج الخلية. في ظل الظروف البيئية غير المواتية، يُمكنها إفراز سموم قد تُسبب العدوى، خاصةً لدى الأشخاص الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة.
الصورة: صبغة جرام للمكورات العنقودية الذهبية.
الصورة: صبغة جرام لبكتيريا الزائفة الزنجارية.
الزائفة الزنجارية
الزائفة الزنجارية (Pseudomonas aeruginosa) بكتيريا عصوية الشكل، سالبة الجرام، هوائية تمامًا، وتُصنف على أنها غير مُخمِّرة، أي أنها لا تستقلب الجلوكوز. وهي قادرة على البقاء في بيئات فقيرة بالمغذيات، ويمكنها البقاء في ظروف غير صحية، شريطة توفر رطوبة كافية. ومثل المكورات العنقودية الذهبية، تُنتج الزائفة الزنجارية غشاءً حيويًا، وتمتلك سطحًا خلويًا كارهًا للماء، مما يعزز قدرتها على الالتصاق بالمواد البلاستيكية. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم الزائفة الزنجارية أهدابًا من النوع الرابع لتسهيل الالتصاق بالسطح. كما يمكن أن تُنتج الزائفة الزنجارية سمومًا، مما يُشكل خطرًا للإصابة بالعدوى لدى الأشخاص الذين يعانون من نقص المناعة.
المبيضات البيض
المبيضة البيضاء (Candida albicans) فطر ثنائي الصيغة الصبغية موجب الجرام، يتميز بقدرة فريدة على التحول الظاهري بين شكل الخميرة وحيد الخلية والخيوط الفطرية متعددة الخلايا. يحدث هذا التحول تلقائيًا وبشكل متكرر. يُظهر كل شكل مورفولوجي تقاربًا مختلفًا لأنسجة العائل وأنماطًا مميزة للتعبير عن المستضد. في شكل الخميرة، تتفاعل المبيضة البيضاء مع الأسطح الكارهة للماء، وتُظهر تكوينًا ضعيفًا نسبيًا للأغشية الحيوية. في المقابل، يرتبط الشكل الفطري بتطور أقوى للأغشية الحيوية وزيادة التعبير عن الجينات المنظمة لبروتينات الالتصاق. كما يمكن للمبيضة البيضاء إفراز السموم وتكوين الأبواغ في ظل ظروف مُجهدة، مما يُمكّنها من التسبب في عدوى انتهازية لدى العوائل ضعيفة المناعة.
الصورة: صبغة جرام لفطريات المبيضات البيضاء.
وفي الختام، كانت جميع الكائنات الحية الدقيقة التي تم اختبارها قادرة على البقاء على قيد الحياة على الطباعة ثلاثية الأبعاد. Bio-Med Clear تم اختبار مادة الراتنج على مدى فترة ثلاثة أسابيع، مما يدعم تطبيقها المحتمل في الاستخدامات الطبية الحيوية والفموية حيث يكون التفاعل الميكروبي عاملاً ذا صلة.
باحثون من جامعة العلوم التطبيقية في آيندهوفن بهولندا
قابلية الخلايا للبقاء والقدرة على الالتصاق على الطباعة ثلاثية الأبعاد Bio-Med Clear الراتنج
بدأت الدراسة بتقييم قابلية بقاء وقدرتها على الالتصاق بكتريا المكورات العنقودية الذهبية، والزائفة الزنجارية، والمبيضة البيضاء على مدى خمسة أيام. حُضنت هذه الكائنات الدقيقة في 8 مل من BHI إلى جانب بوليمر مطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، دون إضافة أي وسط نمو جديد. هدفت هذه الخطوة التمهيدية إلى تحديد ما إذا كانت هذه الكائنات قادرة على البقاء على قيد الحياة في ظل ظروف محدودة المغذيات، وما إذا كانت قادرة على الالتصاق بالمادة المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بنجاح. بعد التحقق من صحة هذا النهج بنجاح، طُبق بروتوكول معدّل.
في المرحلة الثانية، حُضِّنت الكائنات الدقيقة في حجم مُخفَّض من BHI، سعة 1.5 مل، مع وجود الراتنج المطبوع ثلاثي الأبعاد، لمدة خمسة أيام. وقد خدمت هذه الطريقة غرضين: تقييم بقاء الميكروبات في بيئة أكثر تقييدًا، واختبار تقنية بديلة لفصل الكائنات الملتصقة عن سطح البوليمر. بعد التأكد من فعالية هذه الطريقة، طُبِّق تصميم تجريبي طويل الأمد.
لاختبار طويل الأمد، زُرعت الكائنات الدقيقة لمدة ثلاثة أسابيع في 1.5 مل من BHI باستخدام البوليمر المطبوع ثلاثي الأبعاد. لتقييم تأثير توافر العناصر الغذائية، تم الاحتفاظ بمجموعتي عينات متوازيتين - إحداهما مع تجديد دوري لوسط النمو والأخرى بدون تجديد. سمح هذا التمييز بملاحظة بقاء الميكروبات والالتصاق في ظل ظروف مستدامة وظروف نقص العناصر الغذائية.
أظهرت النتائج أن جميع الكائنات الدقيقة المختبرة احتفظت بقدرتها على الالتصاق بالبوليمر المطبوع ثلاثي الأبعاد بعد ثلاثة أسابيع. في العينات غير المُجددة، أظهرت الزائفة الزنجارية التصاقًا قويًا في الأسبوع الثاني، تلاه انخفاض طفيف في الأسبوع الثالث. أظهرت المكورات العنقودية الذهبية التصاقًا مستقرًا نسبيًا على مدار فترة الأسابيع الثلاثة، متناسبًا مع تركيز البكتيريا في الوسط المحيط. أظهرت المكورات العنقودية البيضاء زيادة تدريجية في قدرتها على الالتصاق خلال نفس المدة.
في حالة التجديد المتوسط، أظهرت الزائفة الزنجارية (P. aeruginosa) ذروة التصاقها في الأسبوع الثاني، تلاه انخفاض في الأسبوع الثالث. أما المكورات العنقودية الذهبية (S. aureus)، فقد أظهرت انخفاضًا في الالتصاق، ويرجّح أن ذلك يعود إلى تلوث أثر سلبًا على نموها وارتباطها بالسطح. واستمرت المكورات البيضاء (C. albicans) في إظهار زيادة في الالتصاق مع مرور الوقت، على الرغم من أن هذه الزيادة كانت أقل وضوحًا من حالة عدم التجديد.
خاتمة
كان هدف هذه الدراسة هو التحقق مما إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة Staphylococcus aureus وPseudomonas aeruginosa وCandida albicans تحتفظ بقدرتها على الالتصاق على راتنج البوليمر المطبوع ثلاثي الأبعاد Bio-Med Clear وما إذا كانت قادرة على البقاء على قيد الحياة لمدة ثلاثة أسابيع دون إضافة مغذيات جديدة. أظهرت النتائج أن الكائنات الحية الدقيقة الثلاثة قادرة على الالتصاق بـ Bio-Med Clear يمكن للراتنج المطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد أن يستمر لفترة طويلة من الزمن ويظل على قيد الحياة في حالة عدم تجديد العناصر الغذائية.
أظهرت الزائفة الزنجارية (Pseudomonas aeruginosa) زيادة في الالتصاق خلال الأسبوع الثاني، تلاه انخفاض في الأسبوع الثالث. حافظت المكورات العنقودية الذهبية على مستوى ثابت نسبيًا من الالتصاق، على الرغم من ملاحظة انخفاض غير متوقع في العينات المُضاف إليها مُغذيات مُكملة. أظهرت المبيضات البيضاء (Candida albicans) زيادة مستمرة في قدرتها على الالتصاق على مدار فترة الأسابيع الثلاثة، ويحتمل أن يكون ذلك متأثرًا بالإجهاد البيئي الناتج عن نقص المغذيات. من بين الكائنات الحية المختبرة، أظهرت الزائفة الزنجارية أعلى معدل التصاق إجمالي بـ Bio-Med Clear بوليمر.
وفي الختام، كانت جميع الكائنات الحية الدقيقة التي تم اختبارها قادرة على البقاء على قيد الحياة على الطباعة ثلاثية الأبعاد. Bio-Med Clear تم اختبار مادة الراتنج على مدى فترة ثلاثة أسابيع، مما يدعم تطبيقها المحتمل في البيئات الطبية الحيوية وطب الأسنان حيث يكون التفاعل الميكروبي عاملاً ذا صلة.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear عبارة عن راتنجات فوتوبوليمير صلبة وشفافة ومتوافقة حيويًا ويمكن معالجتها في معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد القائمة على الراتنج. تظهر الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد من هذه المادة خصائص متوافقة حيويًا عند معالجتها لاحقًا وفقًا لتعليمات المعالجة1. بعد الغسيل والمعالجة اللاحقة وفقًا للتعليمات ، تتم طباعة الأجزاء من Liqcreate Bio-Med Clear اجتياز اختبارات التوافق الحيوي لكل من:
| ○ السمية الخلوية | إسو شنومكس-شنومكس: شنومكس |
| ○ توعية | إسو شنومكس-شنومكس: شنومكس |
| تهيج | إسو شنومكس-شنومكس: شنومكس |
الأجزاء المطبوعة من Bio-Med Clear يمكن تطهيرها بالمطهرات شائعة الاستخدام وتعقيمها عن طريق التعقيم بالبخار باستخدام الأوتوكلاف.
الفوائد الرئيسية |
توافق الطابعة ثلاثية الأبعاد |
| · متوافق حيوياً | · Asiga سلسلة |
| · التعقيم بالبخار ممكن | · Phrozen سلسلة |
| · دقة عالية | · Elegoo & Anycubic سلسلة |
| · الأبعاد مستقرة | · و أكثر من ذلك بكثير |
