Test di sopravvivenza delle cellule trovate nell'ambiente orale su Liqcreate Bio-Med Clear Resina per stampa 3D
Liqcreate ha collaborato con la Fontys University of Applied Sciences per studiare l'adesione cellulare e il tasso di sopravvivenza cellulare su Bio-Med Clear, una resina fotopolimerica stampabile in 3D sviluppata e prodotta da LiqcreateStudi precedenti hanno hanno dimostrato che varie specie batteriche e linee cellulari umane sono in grado di aderire efficacemente a questo materiale con un alto tasso di sopravvivenza cellulare.
Lo studio attuale mira a valutare se i microrganismi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Candida albicans possono continuare ad aderire e rimanere vitali sulla Bio-Med Clear resina per un periodo prolungato, fino a tre settimane. Questi particolari microrganismi sono stati selezionati per la loro frequente presenza nell'ambiente orale umano, rendendoli rilevanti per la valutazione delle potenziali applicazioni cliniche del materiale.
Immagine: crescita riuscita del lievito Candida albicans su agar Sabouraud in presenza di Liqcreate Bio-Med Clear, parti in resina biocompatibili stampate in 3D.
Batteri e lieviti testati su Liqcreate Bio-Med Clear
Un'ampia varietà di specie batteriche può essere utilizzata per studiare la capacità di adesione. Il fattore più critico nella valutazione di questa proprietà sono le caratteristiche superficiali del batterio, in particolare la composizione della parete cellulare e delle proteine di superficie associate. Per questo esperimento, sono stati selezionati tre microrganismi, ciascuno dei quali presentava caratteristiche distinte in termini di colorazione di Gram e reazioni di ossidasi, catalasi e coagulasi. Questi test sono stati scelti perché rappresentano metodi fondamentali e ampiamente utilizzati per la differenziazione tra le specie microbiche. In questo modo, è stata stabilita una selezione ben definita di tre microrganismi tassonomicamente diversi.
Inoltre, questi microrganismi specifici sono stati selezionati per la loro nota presenza nel microbiota orale umano. Questa rilevanza per l'ambiente orale supporta il potenziale utilizzo futuro di Liqcreate materiali per applicazioni odontoiatriche.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus è un cocco Gram-positivo che si presenta tipicamente in gruppi. Fa parte della flora commensale di circa il 30% della popolazione, risiedendo sulle superfici mucose, della gola e della pelle. S. aureus mostra forti proprietà adesive, attribuite alla sua superficie cellulare idrofobica, che facilita l'adesione a materiali sintetici come la plastica. Inoltre, S. aureus produce un biofilm composto da matrici polisaccaridiche extracellulari. In condizioni ambientali sfavorevoli, può secernere tossine che possono causare infezioni, in particolare in individui con sistema immunitario compromesso.
Immagine: Colorazione di Gram dello Staphylococcus aureus.
Immagine: Colorazione di Gram di Pseudomonas aeruginosa.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa è un batterio Gram-negativo a forma di bastoncello, strettamente aerobico e classificato come non fermentatore, ovvero non metabolizza il glucosio. È in grado di sopravvivere in ambienti poveri di nutrienti e può persistere in condizioni igieniche precarie, purché vi sia sufficiente umidità. Come S. aureus, P. aeruginosa produce un biofilm e possiede una superficie cellulare idrofobica, che ne aumenta la capacità di aderire ai materiali plastici. Inoltre, utilizza pili di tipo IV per facilitare l'adesione superficiale. P. aeruginosa può anche produrre tossine, rappresentando un rischio di infezione nei soggetti immunocompromessi.
Candida albicans
Candida albicans è un fungo diploide Gram-positivo con una capacità unica di passare da forme di lievito unicellulari a forme ifali multicellulari. Questa transizione può verificarsi spontaneamente e ripetutamente. Ogni forma morfologica mostra diverse affinità per i tessuti dell'ospite e distinti pattern di espressione antigenica. Nella sua forma di lievito, C. albicans instaura interazioni idrofobiche con superfici idrofobiche e presenta una formazione di biofilm relativamente debole. Al contrario, la forma ifale è associata a uno sviluppo di biofilm più forte e a una maggiore espressione di geni che regolano le proteine di adesione. C. albicans può anche secernere tossine e formare spore in condizioni di stress, il che le consente di causare infezioni opportunistiche in ospiti immunocompromessi.
Immagine: Colorazione di Gram di Candida albicans.
In conclusione, tutti i microrganismi testati sono stati in grado di sopravvivere sulla superficie stampata in 3D. Bio-Med Clear materiale in resina per un periodo di tre settimane, supportandone la potenziale applicazione in ambito biomedico e orale in cui l'interazione microbica è un fattore rilevante.
Ricercatori dell'Università di Scienze Applicate di Eindhoven, Paesi Bassi
vitalità e capacità di adesione delle cellule su stampa 3D Bio-Med Clear resina
Lo studio è iniziato valutando la vitalità e la capacità di adesione di Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Candida albicans per un periodo di cinque giorni. Questi microrganismi sono stati incubati in 8 mL di BHI insieme a un polimero stampato in 3D, senza alcuna aggiunta di terreno di coltura fresco. Questa fase preliminare mirava a determinare se i microrganismi potessero rimanere vitali in condizioni di carenza di nutrienti e se potessero aderire correttamente al materiale stampato in 3D. Dopo la validazione di questo approccio, è stato implementato un protocollo modificato.
Nella seconda fase, i microrganismi sono stati incubati in un volume ridotto di 1.5 mL di BHI, sempre in presenza della resina stampata in 3D, per cinque giorni. Questo metodo ha avuto un duplice scopo: valutare la sopravvivenza microbica in un ambiente più ristretto e testare una tecnica alternativa per il distacco degli organismi adesi dalla superficie del polimero. Dopo la conferma dell'efficacia di questo metodo, è stato impiegato un disegno sperimentale a lungo termine.
Per il test a lungo termine, i microrganismi sono stati coltivati per tre settimane in 1.5 mL di BHI con il polimero stampato in 3D. Per valutare l'impatto della disponibilità di nutrienti, sono stati mantenuti set di campioni paralleli: uno con rifornimento periodico del terreno di coltura e uno senza. Questa distinzione ha permesso di osservare la sopravvivenza e l'adesione microbica sia in condizioni di mantenimento che di carenza di nutrienti.
I risultati hanno dimostrato che tutti i microrganismi testati hanno mantenuto la capacità di aderire al polimero stampato in 3D dopo tre settimane. Nei campioni non rigenerati, P. aeruginosa ha mostrato una forte adesione alla seconda settimana, seguita da un leggero calo alla terza settimana. S. aureus ha mostrato un'adesione relativamente stabile per tutto il periodo di tre settimane, correlandosi con la concentrazione batterica nel mezzo circostante. C. albicans ha mostrato un progressivo aumento della capacità di adesione nello stesso periodo.
Nella condizione di ripristino del terreno, P. aeruginosa ha nuovamente mostrato un picco di adesione alla seconda settimana, seguito da una diminuzione alla terza settimana. S. aureus ha mostrato una riduzione dell'adesione, probabilmente a causa della contaminazione che ha avuto un impatto negativo sulla sua crescita e sull'adesione superficiale. C. albicans ha continuato a mostrare un aumento dell'adesione nel tempo, sebbene l'aumento fosse meno pronunciato rispetto alla condizione di non ripristino.
Conclusione
L'obiettivo di questo studio era di indagare se i microrganismi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Candida albicans mantenessero la loro capacità di adesione sulla resina polimerica stampata in 3D Bio-Med Clear e se potessero sopravvivere per un periodo di tre settimane senza l'aggiunta di nutrienti freschi. I risultati hanno dimostrato che tutti e tre i microrganismi erano in grado di aderire al Bio-Med Clear Resina stampata in 3D per un periodo di tempo prolungato e in grado di sopravvivere in assenza di reintegro dei nutrienti.
Pseudomonas aeruginosa ha mostrato un aumento dell'adesione durante la seconda settimana, seguito da un calo nella terza settimana. Staphylococcus aureus ha mantenuto un livello di adesione relativamente stabile, sebbene sia stata osservata inaspettatamente una diminuzione nei campioni integrati con nutrienti. Candida albicans ha mostrato un continuo aumento della capacità di adesione nel periodo di tre settimane, potenzialmente influenzato dallo stress ambientale derivante dalla limitazione dei nutrienti. Tra gli organismi testati, P. aeruginosa ha dimostrato la più elevata adesione complessiva al Bio-Med Clear polimero.
In conclusione, tutti i microrganismi testati sono stati in grado di sopravvivere sulla superficie stampata in 3D. Bio-Med Clear materiale in resina in un periodo di tre settimane, supportandone la potenziale applicazione in ambienti biomedici e odontoiatrici in cui l'interazione microbica è un fattore rilevante.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear è una resina fotopolimerica biocompatibile e trasparente rigida e può essere lavorata sulla maggior parte delle stampanti 3D a base di resina. Le parti stampate in 3D di questo materiale mostrano proprietà biocompatibili se postlavorate secondo le istruzioni di lavorazione1. Dopo il lavaggio e la polimerizzazione post-stampa secondo le istruzioni, parti stampate da Liqcreate Bio-Med Clear superare i test di biocompatibilità di:
| ○ Citotossicità | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Sensibilizzazione | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Irritazione | ISO 10993-23: 2021 |
Parti stampate da Bio-Med Clear può essere disinfettato con i disinfettanti di uso comune e sterilizzato mediante sterilizzazione a vapore utilizzando un'autoclave.
Principali vantaggi |
Compatibilità con la stampante 3D |
| · Biocompatibile | · Asiga serie |
| · Possibilità di sterilizzazione a vapore | · Phrozen serie |
| · Alta precisione | · Elegoo & Anycubic serie |
| · Stabilità dimensionale | · E molti altri |
