Testování přežití buněk nalezených v ústním prostředí Liqcreate Bio-Med Clear 3D tisková pryskyřice
Liqcreate spolupracoval s Fontys University of Applied Sciences na výzkumu buněčné adheze a míry přežití buněk na Bio-Med Clear, 3D tisknutelná fotopolymerní pryskyřice vyvinutá a vyrobená společností LiqcreatePředchozí studie ukázaly prokázaly, že různé bakteriální druhy a lidské buněčné linie jsou schopny efektivně přilnout k tomuto materiálu s vysokou mírou přežití buněk.
Cílem této studie je zhodnotit, zda mikroorganismy Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans mohou nadále přilnout k tělu a zůstat životaschopné. Bio-Med Clear pryskyřice po delší dobu až tří týdnů. Tyto konkrétní mikroorganismy byly vybrány kvůli jejich častému výskytu v lidském ústním prostředí, což je činí relevantními pro posouzení potenciálních klinických aplikací materiálu.
Obrázek: úspěšný růst kvasinek Candida albicans na Sabouraudově agaru za přítomnosti Liqcreate Bio-Med Clear, biokompatibilní 3D tištěné pryskyřičné díly.
Testované bakterie a kvasinky na Liqcreate Bio-Med Clear
Pro studium adhezní kapacity lze použít širokou škálu bakteriálních druhů. Nejdůležitějším faktorem při hodnocení této vlastnosti jsou povrchové vlastnosti bakterie, zejména složení buněčné stěny a souvisejících povrchových proteinů. Pro tento experiment byly vybrány tři mikroorganismy, z nichž každý vykazoval odlišné vlastnosti, pokud jde o Gramovo barvení a oxidázové, katalázové a koagulázové reakce. Tyto testy byly vybrány, protože představují základní a široce používané metody pro rozlišení mezi mikrobiálními druhy. Jako takové byl stanoven dobře definovaný výběr tří taxonomicky odlišných mikroorganismů.
Tyto specifické mikroorganismy byly navíc vybrány kvůli jejich známé přítomnosti v lidské ústní mikrobiotě. Tento význam pro ústní prostředí podporuje potenciální budoucí využití... Liqcreate materiály pro stomatologické aplikace.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus je grampozitivní kok, který se obvykle vyskytuje ve shlucích. Je součástí komenzální flóry přibližně u 30 % populace a nachází se na sliznicích, v krku a na kůži. S. aureus vykazuje silné adhezivní vlastnosti, které se připisují jeho hydrofobnímu buněčnému povrchu, což usnadňuje přilnutí k syntetickým materiálům, jako jsou plasty. S. aureus dále vytváří biofilm složený z extracelulárních polysacharidových matric. Za nepříznivých podmínek prostředí může vylučovat toxiny, které mohou vést k infekcím, zejména u jedinců s oslabeným imunitním systémem.
Obrázek: Gramovo barvení Staphylococcus aureus.
Obrázek: Gramovo barvení Pseudomonas aeruginosa.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa je gramnegativní tyčinkovitá bakterie, která je striktně aerobní a klasifikována jako nefermentující bakterie, což znamená, že nemetabolizuje glukózu. Je schopna přežít v prostředí chudém na živiny a může přežívat i v nehygienických podmínkách za předpokladu dostatečné vlhkosti. Stejně jako S. aureus, i P. aeruginosa vytváří biofilm a má hydrofobní buněčný povrch, což zvyšuje její schopnost adherovat k plastovým materiálům. Kromě toho využívá pily typu IV k usnadnění přichycení na povrch. P. aeruginosa může také produkovat toxiny, což představuje riziko infekce u imunokompromitovaných jedinců.
Candida albicans
Candida albicans je grampozitivní diploidní houba s jedinečnou schopností fenotypového přepínání mezi jednobuněčnou kvasinkou a mnohobuněčnou hyfální formou. K tomuto přechodu může docházet spontánně a opakovaně. Každá morfologická forma vykazuje odlišnou afinitu k hostitelským tkáním a odlišné vzorce antigenní exprese. Ve své kvasinkové formě se C. albicans zapojuje do hydrofobních interakcí s hydrofobními povrchy a vykazuje relativně slabou tvorbu biofilmu. Naproti tomu hyfální forma je spojena se silnějším vývojem biofilmu a zvýšenou expresí genů regulujících adhezní proteiny. C. albicans může také vylučovat toxiny a tvořit spory za stresových podmínek, což jí umožňuje způsobovat oportunní infekce u imunokompromitovaných hostitelů.
Obrázek: Gramovo barvení Candida albicans.
Závěrem lze říci, že všechny testované mikroorganismy byly schopny přežít na 3D tištěném povrchu. Bio-Med Clear pryskyřičného materiálu po dobu tří týdnů, což podporuje jeho potenciální využití v biomedicínském a orálním použití, kde je mikrobiální interakce relevantním faktorem.
Výzkumníci z Univerzity aplikovaných věd v Eindhovenu v Nizozemsku
životaschopnost a adhezní kapacita buněk na 3D tiskárně Bio-Med Clear pryskyřice
Studie začala hodnocením životaschopnosti a adhezní kapacity Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans po dobu pěti dnů. Tyto mikroorganismy byly inkubovány v 8 ml BHI spolu s 3D tištěným polymerem bez přidání čerstvého růstového média. Cílem tohoto předběžného kroku bylo zjistit, zda organismy zůstanou životaschopné za podmínek omezeného příjmu živin a zda se dokáží úspěšně uchytit na 3D tištěný materiál. Po úspěšném ověření tohoto přístupu byl implementován upravený protokol.
Ve druhé fázi byly mikroorganismy inkubovány v redukovaném objemu 1.5 ml BHI, opět za přítomnosti pryskyřice vytištěné na 3D tiskárně, po dobu pěti dnů. Tato metoda sloužila dvojímu účelu: posoudit přežití mikrobů v omezenějším prostředí a otestovat alternativní techniku pro oddělování přilnutých organismů od povrchu polymeru. Po potvrzení účinnosti této metody byl použit dlouhodobý experimentální design.
Pro dlouhodobý test byly mikroorganismy kultivovány po dobu tří týdnů v 1.5 ml BHI s 3D tištěným polymerem. Pro vyhodnocení vlivu dostupnosti živin byly udržovány paralelní sady vzorků – jedna s periodickým doplňováním růstového média a jedna bez něj. Toto rozlišení umožnilo pozorovat přežití a adhezi mikrobů za podmínek trvalého i nedostatku živin.
Výsledky ukázaly, že všechny testované mikroorganismy si po třech týdnech zachovaly schopnost adherovat k 3D tištěnému polymeru. V nedoplněných vzorcích vykazovala P. aeruginosa silnou adhezi ve druhém týdnu, následovanou mírným poklesem ve třetím týdnu. S. aureus vykazoval relativně stabilní adhezi po celou dobu tří týdnů, což korelovalo s koncentrací bakterií v okolním médiu. C. albicans vykazoval postupný nárůst adhezní kapacity po stejnou dobu.
V podmínkách s doplněním média vykazovala P. aeruginosa opět vrchol adheze ve druhém týdnu, následovaný poklesem ve třetím týdnu. S. aureus vykazoval sníženou adhezi, pravděpodobně v důsledku kontaminace, která negativně ovlivnila jeho růst a přichycení k povrchu. C. albicans i nadále vykazoval rostoucí adhezi v průběhu času, i když toto zvýšení bylo méně výrazné než v podmínkách bez doplnění média.
Závěr
Cílem této studie bylo zjistit, zda si mikroorganismy Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans zachovaly svou adhezní kapacitu na 3D tištěné polymerní pryskyřici. Bio-Med Clear a zda by mohly přežít po dobu tří týdnů bez přidání čerstvých živin. Výsledky ukázaly, že všechny tři mikroorganismy byly schopny přilnout k Bio-Med Clear 3D tištěná pryskyřice po delší dobu a mohla by přežít i bez doplňování živin.
Pseudomonas aeruginosa vykazoval zvýšenou adhezi během druhého týdne, následovanou poklesem ve třetím týdnu. Staphylococcus aureus si udržel relativně stabilní úroveň adheze, ačkoli u vzorků s doplněnými živinami byl neočekávaně pozorován pokles. Candida albicans vykazovala kontinuální nárůst adhezní kapacity během třítýdenního období, potenciálně ovlivněný environmentálním stresem vyplývajícím z omezení živin. Mezi testovanými organismy vykazoval P. aeruginosa nejvyšší celkovou adhezi k... Bio-Med Clear polymer.
Závěrem lze říci, že všechny testované mikroorganismy byly schopny přežít na 3D tištěném povrchu. Bio-Med Clear pryskyřičného materiálu po dobu tří týdnů, což podporuje jeho potenciální využití v biomedicínském a zubním prostředí, kde je mikrobiální interakce relevantním faktorem.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear je tuhá čirá biokompatibilní fotopolymerní pryskyřice a lze ji zpracovávat na většině 3D tiskáren na bázi pryskyřice. 3D tištěné díly z tohoto materiálu vykazují biokompatibilní vlastnosti při následném zpracování dle pokynů pro zpracování.1Po omytí a dodatečném vytvrzení dle pokynů, vytištěné díly z Liqcreate Bio-Med Clear projít testy biokompatibility:
| ○ Cytotoxicita | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Senzibilizace | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Podráždění | ISO 10993-23: 2021 |
Tištěné díly z Bio-Med Clear lze dezinfikovat běžně používanými dezinfekčními prostředky a sterilizovat parní sterilizací v autoklávu.
Klíčové benefity |
Kompatibilita s 3D tiskárnami |
| · Biokompatibilní | · Asiga série |
| · Možná sterilizace párou | · Phrozen série |
| · Vysoká přesnost | · Elegoo & Anycubic série |
| · Rozměrově stabilní | · A mnoho dalších |
