Testiranje preživljavanja stanica pronađenih u oralnom okruženju Liqcreate Bio-Med Clear 3D-printana smola
Liqcreate surađivao je sa Sveučilištem primijenjenih znanosti Fontys kako bi istražio adheziju stanica i stopu preživljavanja stanica na Bio-Med Clear, fotopolimerna smola za 3D ispis koju je razvila i proizvela tvrtka LiqcreatePrethodne studije su pokazalo je da različite bakterijske vrste i ljudske stanične linije sposobne su se učinkovito prilijepiti za ovaj materijal s visokom stopom preživljavanja stanica.
Cilj ove studije je procijeniti mogu li mikroorganizmi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa i Candida albicans nastaviti prianjati i ostati održivi na Bio-Med Clear smole tijekom duljeg razdoblja do tri tjedna. Ovi mikroorganizmi odabrani su zbog svoje česte prisutnosti u ljudskom oralnom okruženju, što ih čini relevantnima za procjenu potencijalnih kliničkih primjena materijala.
Slika: uspješan rast kvasca Candida albicans na Sabouraud agaru u prisutnosti Liqcreate Bio-Med Clear, biokompatibilni 3D printani dijelovi od smole.
Testirane bakterije i kvasac na Liqcreate Bio-Med Clear
Za proučavanje adhezijskog kapaciteta može se koristiti širok raspon bakterijskih vrsta. Najkritičniji faktor u procjeni ovog svojstva su površinske karakteristike bakterije, posebno sastav stanične stijenke i pridruženih površinskih proteina. Za ovaj eksperiment odabrana su tri mikroorganizma, od kojih svaki pokazuje različite karakteristike u smislu bojenja po Gramu, reakcija oksidaze, katalaze i koagulaze. Ovi testovi su odabrani jer predstavljaju temeljne i široko korištene metode za razlikovanje mikrobnih vrsta. Kao takvi, uspostavljen je dobro definiran izbor od tri taksonomski raznolika mikroorganizma.
Osim toga, ovi specifični mikroorganizmi odabrani su zbog njihove poznate prisutnosti u ljudskoj oralnoj mikrobioti. Ova relevantnost za oralni okoliš podržava potencijalnu buduću upotrebu Liqcreate materijali za stomatološke primjene.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus je gram-pozitivni kok koji se obično javlja u nakupinama. Dio je komenzalne flore u otprilike 30% populacije, a nastanjuje sluznice, grlo i kožu. S. aureus pokazuje jaka adhezivna svojstva, koja se pripisuju njegovoj hidrofobnoj staničnoj površini, što olakšava prianjanje na sintetičke materijale poput plastike. Nadalje, S. aureus stvara biofilm sastavljen od izvanstaničnih polisaharidnih matrica. U nepovoljnim uvjetima okoline može lučiti toksine koji mogu dovesti do infekcija, posebno kod osoba s oslabljenim imunološkim sustavom.
Slika: Bojenje Staphylococcus aureusa po Gramu.
Slika: Bojenje Pseudomonas aeruginosa po Gramu.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa je gram-negativna štapićasta bakterija koja je strogo aerobna i klasificirana kao nefermentator, što znači da ne metabolizira glukozu. Sposobna je preživjeti u okruženjima siromašnim hranjivim tvarima i može opstati u nehigijenskim uvjetima, pod uvjetom da ima dovoljno vlage. Poput S. aureusa, P. aeruginosa stvara biofilm i posjeduje hidrofobnu staničnu površinu, što poboljšava njezinu sposobnost prianjanja na plastične materijale. Osim toga, koristi piluse tipa IV kako bi olakšala prianjanje na površinu. P. aeruginosa također može proizvoditi toksine, što predstavlja rizik od infekcije kod imunokompromitiranih osoba.
Candida albicans
Candida albicans je gram-pozitivna diploidna gljiva s jedinstvenom sposobnošću fenotipskog prebacivanja između jednoćelijskog kvasca i višećelijskog hifalnog oblika. Ovaj prijelaz može se dogoditi spontano i ponovljeno. Svaki morfološki oblik pokazuje različite afinitete za tkiva domaćina i različite obrasce ekspresije antigena. U svom kvaščevom obliku, C. albicans stupa u hidrofobne interakcije s hidrofobnim površinama i pokazuje relativno slabo stvaranje biofilma. Nasuprot tome, hifalni oblik povezan je s jačim razvojem biofilma i povećanom ekspresijom gena koji reguliraju adhezijske proteine. C. albicans također može lučiti toksine i stvarati spore u stresnim uvjetima, što joj omogućuje izazivanje oportunističkih infekcija kod imunokompromitiranih domaćina.
Slika: Gramovo bojenje candide albicans.
Zaključno, svi testirani mikroorganizmi uspjeli su preživjeti na 3D printanom Bio-Med Clear smolnog materijala tijekom razdoblja od tri tjedna, što podupire njegovu potencijalnu primjenu u biomedicinskoj i oralnoj upotrebi gdje je mikrobna interakcija relevantan faktor.
Istraživači sa Sveučilišta primijenjenih znanosti u Eindhovenu, Nizozemska
održivost i adhezijski kapacitet stanica na 3D printanim materijalima Bio-Med Clear smola
Studija je započela procjenom održivosti i kapaciteta adhezije bakterija Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa i Candida albicans tijekom razdoblja od pet dana. Ovi mikroorganizmi inkubirani su u 8 mL BHI uz 3D printani polimer, bez dodavanja svježeg medija za rast. Cilj ovog preliminarnog koraka bio je utvrditi mogu li organizmi ostati održivi u uvjetima ograničenih hranjivih tvari i mogu li se uspješno prilijepiti za 3D printani materijal. Nakon uspješne validacije ovog pristupa, implementiran je modificirani protokol.
U drugoj fazi, mikroorganizmi su inkubirani u smanjenom volumenu od 1.5 mL BHI, ponovno u prisutnosti 3D printane smole, tijekom pet dana. Ova metoda imala je dvostruku svrhu: procijeniti preživljavanje mikroba u ograničenijem okruženju i testirati alternativnu tehniku za odvajanje prilijepljenih organizama s površine polimera. Nakon potvrde učinkovitosti ove metode, korišten je dugoročni eksperimentalni dizajn.
Za dugoročno ispitivanje, mikroorganizmi su uzgajani tri tjedna u 1.5 mL BHI s 3D printanim polimerom. Kako bi se procijenio utjecaj dostupnosti hranjivih tvari, održavani su paralelni setovi uzoraka - jedan s periodičnim nadopunjavanjem medija za rast i jedan bez. Ova razlika omogućila je promatranje preživljavanja i adhezije mikroba u uvjetima održivosti i osiromašenja hranjivim tvarima.
Rezultati su pokazali da su svi testirani mikroorganizmi zadržali sposobnost prianjanja na 3D ispisani polimer nakon tri tjedna. U uzorcima koji nisu bili nadopunjeni, P. aeruginosa pokazao je snažno prianjanje u drugom tjednu, nakon čega je uslijedio blagi pad do trećeg tjedna. S. aureus pokazao je relativno stabilno prianjanje tijekom razdoblja od tri tjedna, što je u korelaciji s koncentracijom bakterija u okolnom mediju. C. albicans pokazao je progresivno povećanje kapaciteta prianjanja tijekom istog trajanja.
U uvjetima s nadopunjavanjem medija, P. aeruginosa je ponovno pokazala vrhunac prianjanja u drugom tjednu, nakon čega je uslijedio pad u trećem tjednu. S. aureus je pokazao smanjeno prianjanje, vjerojatno zbog kontaminacije koja je negativno utjecala na njegov rast i prianjanje na površinu. C. albicans je nastavio pokazivati sve veće prianjanje tijekom vremena, iako je povećanje bilo manje izraženo nego u uvjetima bez nadopunjavanja medija.
Zaključak
Cilj ovog istraživanja bio je istražiti jesu li mikroorganizmi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa i Candida albicans zadržali svoju sposobnost adhezije na 3D printanoj polimernoj smoli. Bio-Med Clear i mogu li preživjeti tijekom tri tjedna bez dodavanja svježih hranjivih tvari. Rezultati su pokazali da su sva tri mikroorganizma sposobna prianjati na Bio-Med Clear 3D printana smola tijekom duljeg razdoblja i mogla bi preživjeti bez nadopunjavanja hranjivih tvari.
Pseudomonas aeruginosa pokazao je povećanu adheziju tijekom drugog tjedna, nakon čega je uslijedio pad u trećem tjednu. Staphylococcus aureus održao je relativno stabilnu razinu adhezije, iako je neočekivano uočeno smanjenje u uzorcima obogaćenim hranjivim tvarima. Candida albicans pokazala je kontinuirani porast kapaciteta adhezije tijekom razdoblja od tri tjedna, potencijalno pod utjecajem okolišnog stresa koji je rezultat ograničenja hranjivih tvari. Među testiranim organizmima, P. aeruginosa pokazao je najveću ukupnu adheziju na Bio-Med Clear polimer.
Zaključno, svi testirani mikroorganizmi uspjeli su preživjeti na 3D printanom Bio-Med Clear smolnog materijala tijekom razdoblja od tri tjedna, što podupire njegovu potencijalnu primjenu u biomedicinskim i stomatološkim okruženjima gdje je mikrobna interakcija relevantan faktor.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear je kruta, prozirna biokompatibilna fotopolimerna smola i može se obrađivati na većini 3D pisača na bazi smole. 3D printani dijelovi od ovog materijala pokazuju biokompatibilna svojstva kada se naknadno obrađuju prema uputama za obradu.1Nakon pranja i naknadnog sušenja prema uputama, otisnuti dijelovi iz Liqcreate Bio-Med Clear proći testove biokompatibilnosti:
| ○ Citotoksičnost | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Senzibilizacija | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Iritacija | ISO 10993-23: 2021 |
Tiskani dijelovi iz Bio-Med Clear može se dezinficirati uobičajeno korištenim dezinficijensima i sterilizirati parnom sterilizacijom pomoću autoklava.
Ključne prednosti |
Kompatibilnost s 3D printerima |
| · Biokompatibilno | · Asiga serija |
| · Moguća sterilizacija parom | · Phrozen serija |
| · Visoka točnost | · Elegoo & Anycubic serija |
| · Dimenzionalno stabilan | · I još mnogo toga |
