Šūnu izdzīvošanas pārbaude mutes dobuma vidē Liqcreate Bio-Med Clear 3D drukas sveķi
Liqcreate sadarbojās ar Fontis Lietišķo zinātņu universitāti, lai pētītu šūnu adhēziju un šūnu izdzīvošanas rādītājus Bio-Med Clear, 3D drukājama fotopolimēra sveķu masa, ko izstrādājusi un ražojusi LiqcreateIepriekšējie pētījumi ir pierādīja, ka dažādas baktēriju sugas un cilvēka šūnu līnijas spēj efektīvi pielipt šim materiālam ar augstu šūnu izdzīvošanas līmeni.
Pašreizējā pētījuma mērķis ir novērtēt, vai mikroorganismi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa un Candida albicans var turpināt pielipt un saglabāt dzīvotspēju uz Bio-Med Clear sveķus ilgstošā laika periodā līdz pat trim nedēļām. Šie konkrētie mikroorganismi tika atlasīti to biežas klātbūtnes dēļ cilvēka mutes dobuma vidē, padarot tos nozīmīgus materiāla potenciālo klīnisko pielietojumu novērtēšanai.
Attēls: veiksmīga Candida albicans rauga audzēšana uz Sabouraud agara klātbūtnē Liqcreate Bio-Med Clear, bioloģiski saderīgas 3D drukātas sveķu detaļas.
Testētas baktērijas un raugs uz Liqcreate Bio-Med Clear
Adhēzijas spējas izpētei var izmantot plašu baktēriju sugu klāstu. Vissvarīgākais faktors šīs īpašības novērtēšanā ir baktērijas virsmas īpašības, jo īpaši šūnas sieniņas sastāvs un saistītie virsmas proteīni. Šajā eksperimentā tika atlasīti trīs mikroorganismi, katram no kuriem bija atšķirīgas īpašības Grama krāsošanas, oksidāzes, katalāzes un koagulāzes reakciju ziņā. Šie testi tika izvēlēti tāpēc, ka tie pārstāv fundamentālas un plaši izmantotas metodes mikrobu sugu diferenciācijai. Tādējādi tika izveidota precīzi definēta trīs taksonomiski atšķirīgu mikroorganismu izlase.
Turklāt šie specifiskie mikroorganismi tika atlasīti, jo tie ir zināmi cilvēka mutes dobuma mikrobiotā. Šī saistība ar mutes dobuma vidi apstiprina potenciālu turpmāku izmantošanu. Liqcreate materiāli zobārstniecības vajadzībām.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus ir grampozitīvs kokoss, kas parasti rodas klasteros. Tas ir daļa no komensālās floras aptuveni 30% populācijas, un tas atrodas uz gļotādas virsmām, rīkles un ādas. S. aureus piemīt spēcīgas adhēzijas īpašības, kas saistītas ar tā hidrofobo šūnu virsmu, kas veicina adhēziju pie sintētiskiem materiāliem, piemēram, plastmasas. Turklāt S. aureus veido bioplēvi, kas sastāv no ekstracelulārām polisaharīdu matricām. Nevēlamos vides apstākļos tas var izdalīt toksīnus, kas var izraisīt infekcijas, īpaši cilvēkiem ar novājinātu imūnsistēmu.
Attēls: Staphylococcus aureus Grama krāsošana.
Attēls: Pseudomonas aeruginosa krāsošana ar Grama metodi.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa ir gramnegatīva stieņa formas baktērija, kas ir stingri aeroba un klasificēta kā nefermentējoša, kas nozīmē, ka tā nemetabolizē glikozi. Tā spēj izdzīvot barības vielām nabadīgā vidē un var pastāvēt nehigiēniskos apstākļos, ja vien ir pietiekami daudz mitruma. Tāpat kā S. aureus, P. aeruginosa veido bioplēvi un tai ir hidrofoba šūnu virsma, kas uzlabo tās spēju pielipt pie plastmasas materiāliem. Turklāt tā izmanto IV tipa pilus, lai atvieglotu piestiprināšanos pie virsmas. P. aeruginosa var arī ražot toksīnus, radot infekcijas risku cilvēkiem ar imūndeficītu.
Candida albicans
Candida albicans ir grampozitīva diploīda sēnīte ar unikālu spēju fenotipiski mainīties starp vienšūnu rauga un daudzšūnu hifu formām. Šī pāreja var notikt spontāni un atkārtoti. Katrai morfoloģiskajai formai ir atšķirīga afinitāte pret saimnieka audiem un atšķirīgi antigēnu ekspresijas modeļi. Rauga formā C. albicans iesaistās hidrofobā mijiedarbībā ar hidrofobām virsmām un uzrāda relatīvi vāju bioplēves veidošanos. Turpretī hifu forma ir saistīta ar spēcīgāku bioplēves attīstību un palielinātu adhēzijas proteīnus regulējošo gēnu ekspresiju. C. albicans var arī izdalīt toksīnus un veidot sporas stresa apstākļos, ļaujot tai izraisīt oportūnistiskas infekcijas imūnsistēmas darbības traucējumiem pakļautiem saimniekiem.
Attēls: Candida albicans krāsošana ar Grama metodi.
Noslēgumā jāsaka, ka visi pārbaudītie mikroorganismi spēja izdzīvot uz 3D drukātā materiāla. Bio-Med Clear sveķu materiālu trīs nedēļu laikā, kas apstiprina tā potenciālu pielietojumu biomedicīnā un perorālā lietošanā, kur mikrobu mijiedarbība ir būtisks faktors.
Pētnieki no Lietišķo zinātņu universitātes Eindhovenā, Nīderlandē
Šūnu dzīvotspēja un adhēzijas spēja uz 3D drukātiem materiāliem Bio-Med Clear sveķi
Pētījums sākās, piecu dienu laikā novērtējot Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa un Candida albicans dzīvotspēju un adhēzijas spēju. Šie mikroorganismi tika inkubēti 8 ml BHI kopā ar 3D drukātu polimēru, nepievienojot svaigu augšanas barotni. Šī sākotnējā posma mērķis bija noteikt, vai organismi var saglabāt dzīvotspēju ierobežotas barības vielu apstākļos un vai tie var veiksmīgi pielipt pie 3D drukātā materiāla. Pēc šīs pieejas veiksmīgas validācijas tika ieviests modificēts protokols.
Otrajā fāzē mikroorganismi tika inkubēti samazinātā 1.5 ml BHI tilpumā, atkal 3D drukāto sveķu klātbūtnē, piecas dienas. Šai metodei bija divējāds mērķis: novērtēt mikrobu izdzīvošanu ierobežotākā vidē un pārbaudīt alternatīvu metodi pielipušo organismu atdalīšanai no polimēra virsmas. Pēc šīs metodes efektivitātes apstiprināšanas tika izmantots ilgtermiņa eksperimentāls dizains.
Ilgtermiņa testam mikroorganismi trīs nedēļas tika kultivēti 1.5 ml BHI ar 3D drukāto polimēru. Lai novērtētu barības vielu pieejamības ietekmi, tika uzturēti paralēli paraugu komplekti — viens ar periodisku augšanas barotnes papildināšanu un otrs bez. Šī atšķirība ļāva novērot mikrobu izdzīvošanu un adhēziju gan ilgstošos, gan barības vielu trūkuma apstākļos.
Rezultāti parādīja, ka visi testētie mikroorganismi saglabāja spēju pielipt pie 3D drukātā polimēra arī pēc trim nedēļām. Nepapildinātajos paraugos P. aeruginosa otrajā nedēļā uzrādīja spēcīgu adhēziju, kam sekoja neliels samazinājums trešajā nedēļā. S. aureus trīs nedēļu periodā uzrādīja relatīvi stabilu adhēziju, kas korelē ar baktēriju koncentrāciju apkārtējā vidē. C. albicans tajā pašā laika posmā uzrādīja pakāpenisku adhēzijas spējas pieaugumu.
Vidēji papildinātā stāvoklī P. aeruginosa atkal uzrādīja maksimālo adhēziju otrajā nedēļā, kam sekoja samazinājums trešajā nedēļā. S. aureus uzrādīja samazinātu adhēziju, iespējams, piesārņojuma dēļ, kas negatīvi ietekmēja tā augšanu un piestiprināšanos pie virsmas. C. albicans laika gaitā turpināja uzrādīt pieaugošu adhēziju, lai gan pieaugums bija mazāk izteikts nekā nepapildinātā stāvoklī.
Secinājumi
Šī pētījuma mērķis bija izpētīt, vai mikroorganismi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa un Candida albicans saglabāja savu adhēzijas spēju uz 3D drukātā polimēra sveķiem. Bio-Med Clear un vai tie varēja izdzīvot trīs nedēļas bez svaigu barības vielu pievienošanas. Rezultāti parādīja, ka visi trīs mikroorganismi spēja pielipt pie Bio-Med Clear 3D drukāti sveķi ilgstoši un varētu izdzīvot bez barības vielu papildināšanas.
Pseudomonas aeruginosa otrajā nedēļā uzrādīja palielinātu adhēziju, kam sekoja samazinājums trešajā nedēļā. Staphylococcus aureus saglabāja relatīvi stabilu adhēzijas līmeni, lai gan barības vielām bagātinātajos paraugos negaidīti tika novērots samazinājums. Candida albicans trīs nedēļu periodā nepārtraukti palielināja adhēzijas spēju, ko, iespējams, ietekmēja vides stress, kas radies barības vielu ierobežojuma dēļ. No testētajiem organismiem P. aeruginosa uzrādīja visaugstāko kopējo adhēziju pie Bio-Med Clear polimērs.
Noslēgumā jāsaka, ka visi pārbaudītie mikroorganismi spēja izdzīvot uz 3D drukātā materiāla. Bio-Med Clear sveķu materiālu trīs nedēļu laikā, kas apstiprina tā potenciālo pielietojumu biomedicīnas un zobārstniecības vidē, kur mikrobu mijiedarbība ir būtisks faktors.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear ir stingra, caurspīdīga, bioloģiski saderīga fotopolimēra sveķu masa, ko var apstrādāt ar lielāko daļu uz sveķiem balstītu 3D printeru. No šī materiāla 3D drukātajām detaļām, kas tiek apstrādātas saskaņā ar apstrādes instrukcijām, piemīt bioloģiski saderīgas īpašības.1Pēc mazgāšanas un pēcapstrādes saskaņā ar instrukcijām, drukātās detaļas no Liqcreate Bio-Med Clear nokārtot bioloģiskās saderības testus:
| ○ Citotoksicitāte | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Sensibilizācija | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Kairinājums | ISO 10993-23: 2021 |
Drukātās detaļas no Bio-Med Clear var dezinficēt ar parasti lietojamiem dezinfekcijas līdzekļiem un sterilizēt ar tvaika sterilizāciju, izmantojot autoklāvu.
Galvenās priekšrocības |
3D printeru saderība |
| · Bioloģiski saderīgs | · Asiga sērija |
| · Iespējama sterilizācija ar tvaiku | · Phrozen sērija |
| · Augsta precizitāte | · Elegoo & Anycubic sērija |
| · Izmēru stabilitāte | · Un vēl daudz vairāk |
