Test af overlevelse af celler fundet i det orale miljø på Liqcreate Bio-Med Clear 3D-printet harpiks
Liqcreate samarbejdede med Fontys University of Applied Sciences for at undersøge celleadhæsion og celleoverlevelsesrate på Bio-Med Clear, en 3D-printbar fotopolymerharpiks udviklet og fremstillet af LiqcreateTidligere undersøgelser har viste, at forskellige bakteriearter og humane cellelinjer er i stand til at klæbe effektivt til dette materiale med en høj celleoverlevelsesrate.
Den aktuelle undersøgelse har til formål at vurdere, om mikroorganismerne Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa og Candida albicans kan fortsætte med at hæfte sig til og forblive levedygtige på Bio-Med Clear harpiks over en længere periode på op til tre uger. Disse specifikke mikroorganismer blev udvalgt på grund af deres hyppige tilstedeværelse i det menneskelige orale miljø, hvilket gør dem relevante for vurdering af materialets potentielle kliniske anvendelser.
Billede: vellykket vækst af Candida albicans-gær på Sabouraud-agar i nærvær af Liqcreate Bio-Med Clear, biokompatible 3D-printede harpiksdele.
Testede bakterier og gær på Liqcreate Bio-Med Clear
En bred vifte af bakteriearter kan bruges til at studere adhæsionskapacitet. Den mest kritiske faktor i evalueringen af denne egenskab er bakteriens overfladeegenskaber, især cellevæggens sammensætning og de tilhørende overfladeproteiner. Til dette eksperiment blev der udvalgt tre mikroorganismer, der hver udviste forskellige karakteristika med hensyn til gramfarvning, oxidase, katalase og koagulase-reaktioner. Disse tests blev valgt, fordi de repræsenterer grundlæggende og bredt anvendte metoder til at differentiere mellem mikrobielle arter. Som sådan blev der etableret et veldefineret udvalg af tre taksonomisk forskellige mikroorganismer.
Derudover blev disse specifikke mikroorganismer udvalgt på grund af deres kendte tilstedeværelse i den menneskelige orale mikrobiota. Denne relevans for det orale miljø understøtter den potentielle fremtidige anvendelse af Liqcreate materialer til tandlægeanvendelser.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus er en grampositiv kok, der typisk forekommer i klynger. Den er en del af den kommensale flora hos cirka 30% af befolkningen og findes på slimhinder, halsen og huden. S. aureus udviser stærke klæbende egenskaber, som tilskrives dens hydrofobe celleoverflade, hvilket letter vedhæftning til syntetiske materialer såsom plast. Desuden producerer S. aureus en biofilm bestående af ekstracellulære polysaccharidmatricer. Under ugunstige miljøforhold kan den udskille toksiner, der kan føre til infektioner, især hos personer med svækket immunforsvar.
Billede: Gramfarvning af Staphylococcus aureus.
Billede: Gramfarvning af Pseudomonas aeruginosa.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa er en gramnegativ stavformet bakterie, der er strengt aerob og klassificeret som en ikke-fermentor, hvilket betyder, at den ikke metaboliserer glukose. Den er i stand til at overleve i næringsfattige miljøer og kan overleve under uhygiejniske forhold, forudsat at der er tilstrækkelig fugtighed. Ligesom S. aureus producerer P. aeruginosa en biofilm og har en hydrofob celleoverflade, hvilket forbedrer dens evne til at klæbe til plastmaterialer. Derudover bruger den type IV-pili til at lette overfladevedhæftning. P. aeruginosa kan også producere toksiner, hvilket udgør en risiko for infektion hos immunkompromitterede individer.
Candida albicans
Candida albicans er en grampositiv diploid svamp med en unik evne til at undergå fænotypisk skift mellem encellet gær og flercellet hyfeform. Denne overgang kan forekomme spontant og gentagne gange. Hver morfologisk form udviser forskellige affiniteter for værtsvæv og distinkte mønstre af antigenekspression. I sin gærform engagerer C. albicans sig i hydrofobe interaktioner med hydrofobe overflader og udviser relativt svag biofilmdannelse. I modsætning hertil er hyfeformen forbundet med stærkere biofilmudvikling og øget ekspression af gener, der regulerer adhæsionsproteiner. C. albicans kan også udskille toksiner og danne sporer under stressende forhold, hvilket gør det muligt for den at forårsage opportunistiske infektioner hos immunkompromitterede værter.
Billede: Gramfarvning af candida albicans.
Konklusionen er, at alle testede mikroorganismer var i stand til at overleve på det 3D-printede Bio-Med Clear harpiksmateriale over en periode på tre uger, hvilket understøtter dets potentielle anvendelse i biomedicinsk og oral brug, hvor mikrobiel interaktion er en relevant faktor.
Forskere fra University of Applied Science, Eindhoven, Holland
cellers levedygtighed og adhæsionskapacitet på 3D-printede Bio-Med Clear harpiks
Undersøgelsen startede med at vurdere levedygtigheden og adhæsionskapaciteten af Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa og Candida albicans over en periode på fem dage. Disse mikroorganismer blev inkuberet i 8 ml BHI sammen med en 3D-printet polymer uden tilsætning af frisk vækstmedium. Dette indledende trin havde til formål at bestemme, om organismerne kunne forblive levedygtige under næringsbegrænsede forhold, og om de med succes kunne hæfte til det 3D-printede materiale. Efter vellykket validering af denne tilgang blev en modificeret protokol implementeret.
I den anden fase blev mikroorganismerne inkuberet i et reduceret volumen på 1.5 ml BHI, igen i nærvær af den 3D-printede harpiks, i fem dage. Denne metode tjente et dobbelt formål: at vurdere mikrobiel overlevelse i et mere begrænset miljø og at teste en alternativ teknik til at løsne vedhæftede organismer fra polymeroverfladen. Efter bekræftelse af denne metodes effektivitet blev et langsigtet eksperimentelt design anvendt.
Til langtidstesten blev mikroorganismerne dyrket i tre uger i 1.5 ml BHI med den 3D-printede polymer. For at evaluere virkningen af næringsstoftilgængeligheden blev parallelle prøvesæt opretholdt - et med periodisk genopfyldning af vækstmediet og et uden. Denne sondring muliggjorde observation af mikrobiel overlevelse og adhæsion under både vedvarende og næringsfattige forhold.
Resultaterne viste, at alle testede mikroorganismer bevarede evnen til at klæbe til den 3D-printede polymer efter tre uger. I de ikke-genopfyldte prøver udviste P. aeruginosa stærk adhæsion i uge to, efterfulgt af et lille fald i uge tre. S. aureus viste relativt stabil adhæsion i løbet af den tre uger lange periode, hvilket korrelerede med bakteriekoncentrationen i det omgivende medium. C. albicans udviste en progressiv stigning i adhæsionskapaciteten i samme periode.
I den medium-genopfyldte tilstand viste P. aeruginosa igen maksimal adhæsion i uge to, efterfulgt af et fald i uge tre. S. aureus udviste reduceret adhæsion, sandsynligvis på grund af kontaminering, der påvirkede dens vækst og overfladevedhæftning negativt. C. albicans fortsatte med at vise stigende adhæsion over tid, selvom stigningen var mindre udtalt end i den ikke-genopfyldte tilstand.
Konklusion
Formålet med denne undersøgelse var at undersøge, om mikroorganismerne Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa og Candida albicans bevarede deres vedhæftningsevne på den 3D-printede polymerharpiks. Bio-Med Clear og om de kunne overleve i en periode på tre uger uden tilsætning af friske næringsstoffer. Resultaterne viste, at alle tre mikroorganismer var i stand til at klæbe til Bio-Med Clear 3D-printet harpiks over en længere periode og kunne overleve i fravær af næringsstoftilførsel.
Pseudomonas aeruginosa udviste øget adhæsion i løbet af den anden uge, efterfulgt af et fald i den tredje uge. Staphylococcus aureus opretholdt et relativt stabilt adhæsionsniveau, selvom der uventet blev observeret et fald i de næringsstoftilskudde prøver. Candida albicans udviste en kontinuerlig stigning i adhæsionskapaciteten over den tre uger lange periode, potentielt påvirket af miljømæssig stress som følge af næringsstofbegrænsning. Blandt de testede organismer udviste P. aeruginosa den højeste samlede adhæsion til ... Bio-Med Clear polymer.
Konklusionen er, at alle testede mikroorganismer var i stand til at overleve på det 3D-printede Bio-Med Clear harpiksmateriale over en periode på tre uger, hvilket understøtter dets potentielle anvendelse i biomedicinske og dentale miljøer, hvor mikrobiel interaktion er en relevant faktor.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear er en stiv, klar, biokompatibel fotopolymerharpiks og kan behandles på de fleste harpiksbaserede 3D-printere. 3D-printede dele fra dette materiale udviser biokompatible egenskaber, når de efterbehandles i henhold til behandlingsinstruktionerne.1Efter vask og efterhærdning i henhold til instruktionerne, printede dele fra Liqcreate Bio-Med Clear bestå biokompatibilitetstestene for:
| ○ Cytotoksicitet | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Sensibilisering | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Irritation | ISO 10993-23: 2021 |
Trykte dele fra Bio-Med Clear kan desinficeres med almindeligt anvendte desinfektionsmidler og steriliseres ved dampsterilisering i en autoklave.
Nøglefordele |
3D-printerkompatibilitet |
| · Biokompatibel | · Asiga serie |
| · Dampsterilisering mulig | · Phrozen serie |
| · Høj nøjagtighed | · Elegoo & Anycubic serie |
| · Dimensionsstabil | · Og mange flere |
