Testovanie prežitia buniek nachádzajúcich sa v ústnom prostredí Liqcreate Bio-Med Clear Živica na 3D tlač
Liqcreate spolupracoval s Fontys University of Applied Sciences na skúmaní bunkovej adhézie a miery prežitia buniek Bio-Med Clear, 3D tlačiteľná fotopolymérna živica vyvinutá a vyrobená spoločnosťou LiqcreatePredchádzajúce štúdie preukázali, že rôzne bakteriálne druhy a ľudské bunkové línie sú schopné účinne priľnúť k tomuto materiálu s vysokou mierou prežitia buniek.
Cieľom tejto štúdie je zhodnotiť, či mikroorganizmy Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans dokážu naďalej priľnúť k povrchu a zostať životaschopné. Bio-Med Clear živice počas dlhšieho obdobia až troch týždňov. Tieto konkrétne mikroorganizmy boli vybrané kvôli ich častej prítomnosti v ľudskom ústnom prostredí, čo ich robí relevantnými pre posúdenie potenciálnych klinických aplikácií materiálu.
Obrázok: úspešný rast kvasiniek Candida albicans na Sabouraudovom agare v prítomnosti Liqcreate Bio-Med Clear, biokompatibilné 3D tlačené živicové diely.
Testované baktérie a kvasinky na Liqcreate Bio-Med Clear
Na štúdium adhéznej kapacity možno použiť širokú škálu bakteriálnych druhov. Najdôležitejším faktorom pri hodnotení tejto vlastnosti sú povrchové charakteristiky baktérie, najmä zloženie bunkovej steny a pridružených povrchových proteínov. Pre tento experiment boli vybrané tri mikroorganizmy, z ktorých každý vykazoval odlišné charakteristiky z hľadiska Gramovho farbenia, oxidázových, katalázových a koagulázových reakcií. Tieto testy boli vybrané, pretože predstavujú základné a široko používané metódy na rozlíšenie medzi mikrobiálnymi druhmi. Ako také bol stanovený dobre definovaný výber troch taxonomicky odlišných mikroorganizmov.
Tieto špecifické mikroorganizmy boli navyše vybrané kvôli ich známej prítomnosti v ľudskej ústnej mikrobiote. Tento význam pre ústne prostredie podporuje potenciálne budúce využitie... Liqcreate materiály pre stomatologické aplikácie.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus je grampozitívny kok, ktorý sa typicky vyskytuje v zhlukoch. Je súčasťou komenzálnej flóry približne u 30 % populácie a nachádza sa na slizniciach, v hrdle a na koži. S. aureus vykazuje silné adhézne vlastnosti, ktoré sa pripisujú jeho hydrofóbnemu bunkovému povrchu, čo uľahčuje priľnutie k syntetickým materiálom, ako sú plasty. Okrem toho S. aureus vytvára biofilm zložený z extracelulárnych polysacharidových matríc. Za nepriaznivých podmienok prostredia môže vylučovať toxíny, ktoré môžu viesť k infekciám, najmä u jedincov s oslabeným imunitným systémom.
Obrázok: Gramovo farbenie Staphylococcus aureus.
Obrázok: Gramovo farbenie Pseudomonas aeruginosa.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa je gramnegatívna tyčinkovitá baktéria, ktorá je striktne aeróbna a klasifikovaná ako nefermentujúca, čo znamená, že nemetabolizuje glukózu. Je schopná prežiť v prostredí chudobnom na živiny a môže pretrvávať aj v nehygienických podmienkach za predpokladu dostatočnej vlhkosti. Podobne ako S. aureus, aj P. aeruginosa vytvára biofilm a má hydrofóbny bunkový povrch, čo zvyšuje jej schopnosť priľnúť k plastovým materiálom. Okrem toho využíva pili typu IV na uľahčenie prichytenia sa na povrch. P. aeruginosa môže tiež produkovať toxíny, čo predstavuje riziko infekcie u imunokompromitovaných jedincov.
Candida albicans
Candida albicans je grampozitívna diploidná huba s jedinečnou schopnosťou fenotypového prepínania medzi jednobunkovou kvasinkou a mnohobunkovou hýfovou formou. Táto zmena môže nastať spontánne a opakovane. Každá morfologická forma vykazuje odlišnú afinitu k tkanivám hostiteľa a odlišné vzorce expresie antigénov. Vo svojej kvasinkovej forme sa C. albicans zapája do hydrofóbnych interakcií s hydrofóbnymi povrchmi a vykazuje relatívne slabú tvorbu biofilmu. Naproti tomu hýfová forma je spojená so silnejším vývojom biofilmu a zvýšenou expresiou génov regulujúcich adhézne proteíny. C. albicans môže tiež vylučovať toxíny a tvoriť spóry za stresových podmienok, čo jej umožňuje spôsobovať oportúnne infekcie u imunokompromitovaných hostiteľov.
Obrázok: Gramovo farbenie Candida albicans.
Záverom možno povedať, že všetky testované mikroorganizmy boli schopné prežiť na 3D tlačiarni. Bio-Med Clear živicového materiálu počas trojtýždňového obdobia, čo podporuje jeho potenciálne využitie v biomedicínskom a orálnom použití, kde je mikrobiálna interakcia relevantným faktorom.
Výskumníci z Univerzity aplikovaných vied v Eindhovene v Holandsku
životaschopnosť a adhézna kapacita buniek na 3D tlačiarni Bio-Med Clear živice
Štúdia sa začala posúdením životaschopnosti a adhéznej kapacity Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans počas piatich dní. Tieto mikroorganizmy boli inkubované v 8 ml BHI spolu s 3D tlačeným polymérom bez pridania čerstvého rastového média. Cieľom tohto predbežného kroku bolo zistiť, či organizmy dokážu zostať životaschopné v podmienkach s obmedzeným obsahom živín a či dokážu úspešne priľnúť k 3D tlačenému materiálu. Po úspešnom overení tohto prístupu bol implementovaný upravený protokol.
V druhej fáze boli mikroorganizmy inkubované v redukovanom objeme 1.5 ml BHI, opäť v prítomnosti 3D tlačenej živice, počas piatich dní. Táto metóda slúžila dvojakému účelu: posúdiť prežitie mikróbov v obmedzenejšom prostredí a otestovať alternatívnu techniku na oddeľovanie priľnutých organizmov od povrchu polyméru. Po potvrdení účinnosti tejto metódy bol použitý dlhodobý experimentálny dizajn.
Pre dlhodobý test boli mikroorganizmy kultivované počas troch týždňov v 1.5 ml BHI s 3D tlačeným polymérom. Na vyhodnotenie vplyvu dostupnosti živín boli udržiavané paralelné sady vzoriek – jedna s pravidelným dopĺňaním rastového média a jedna bez neho. Toto rozlíšenie umožnilo pozorovanie prežitia a adhézie mikróbov za trvalých aj nedostatočných podmienok.
Výsledky ukázali, že všetky testované mikroorganizmy si zachovali schopnosť priľnúť k 3D tlačenému polyméru aj po troch týždňoch. V nedoplnených vzorkách vykazovala P. aeruginosa silnú adhéziu v druhom týždni, po ktorej nasledoval mierny pokles v treťom týždni. S. aureus vykazoval relatívne stabilnú adhéziu počas trojtýždňového obdobia, čo korelovalo s koncentráciou baktérií v okolitom médiu. C. albicans vykazoval postupný nárast adhéznej kapacity počas rovnakého obdobia.
V stave s doplneným médiom P. aeruginosa opäť vykazovala maximálnu adhéziu v druhom týždni, po ktorej nasledoval pokles v treťom týždni. S. aureus vykazoval zníženú adhéziu, pravdepodobne v dôsledku kontaminácie, ktorá negatívne ovplyvnila jeho rast a prichytenie na povrch. C. albicans naďalej vykazoval zvyšujúcu sa adhéziu v priebehu času, hoci zvýšenie bolo menej výrazné ako v stave bez doplnenia média.
Záver
Cieľom tejto štúdie bolo preskúmať, či si mikroorganizmy Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a Candida albicans zachovali svoju adhéznu kapacitu na 3D tlačenej polymérnej živici. Bio-Med Clear a či by dokázali prežiť tri týždne bez pridania čerstvých živín. Výsledky ukázali, že všetky tri mikroorganizmy boli schopné priľnúť k Bio-Med Clear 3D tlačená živica počas dlhšieho obdobia a mohla by prežiť bez dopĺňania živín.
Pseudomonas aeruginosa vykazoval zvýšenú adhéziu počas druhého týždňa, po ktorej nasledoval pokles v treťom týždni. Staphylococcus aureus si udržal relatívne stabilnú úroveň adhézie, hoci vo vzorkách s doplnenými živinami bol neočakávane pozorovaný pokles. Candida albicans vykazovala počas trojtýždňového obdobia kontinuálny nárast adhéznej kapacity, potenciálne ovplyvnený environmentálnym stresom vyplývajúcim z obmedzenia živín. Spomedzi testovaných organizmov preukázal P. aeruginosa najvyššiu celkovú adhéziu na... Bio-Med Clear polymér.
Záverom možno povedať, že všetky testované mikroorganizmy boli schopné prežiť na 3D tlačiarni. Bio-Med Clear živicového materiálu počas troch týždňov, čo podporuje jeho potenciálne využitie v biomedicínskom a zubnom prostredí, kde je mikrobiálna interakcia relevantným faktorom.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear je pevná, číra biokompatibilná fotopolymérna živica a možno ju spracovať na väčšine 3D tlačiarní na báze živice. 3D tlačené diely z tohto materiálu vykazujú biokompatibilné vlastnosti po následnom spracovaní podľa pokynov na spracovanie.1Po umytí a dodatočnom vytvrdnutí podľa pokynov, vytlačené diely z Liqcreate Bio-Med Clear prechádzajú testami biokompatibility:
| ○ Cytotoxicita | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Senzibilizácia | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Podráždenie | ISO 10993-23: 2021 |
Tlačené diely z Bio-Med Clear možno dezinfikovať bežne používanými dezinfekčnými prostriedkami a sterilizovať parnou sterilizáciou pomocou autoklávu.
Kľúčové výhody |
Kompatibilita s 3D tlačiarňou |
| · Biokompatibilný | · Asiga séria |
| · Možná sterilizácia parou | · Phrozen séria |
| · Vysoká presnosť | · Elegoo & Anycubic séria |
| · Rozmerovo stabilný | · A mnoho ďalších |
