Testiranje preživetja celic, najdenih v ustnem okolju Liqcreate Bio-Med Clear 3D-tiskana smola
Liqcreate sodeloval z Univerzo uporabnih znanosti Fontys pri raziskavi celične adhezije in stopnje preživetja celic na Bio-Med Clear, fotopolimerna smola, ki jo je mogoče natisniti s 3D-tiskalnikom, razvita in izdelana s strani LiqcreatePrejšnje študije so dokazali, da različne bakterijske vrste in človeške celične linije se lahko učinkovito oprimejo tega materiala z visoko stopnjo preživetja celic.
Namen te študije je oceniti, ali se mikroorganizmi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa in Candida albicans lahko še naprej oprimejo in ostanejo sposobni preživetja na tleh. Bio-Med Clear smolo v daljšem obdobju do treh tednov. Ti posebni mikroorganizmi so bili izbrani zaradi njihove pogoste prisotnosti v človeškem ustnem okolju, zaradi česar so pomembni za oceno potencialne klinične uporabe materiala.
Slika: uspešna rast kvasovke Candida albicans na Sabouraud agarju v prisotnosti Liqcreate Bio-Med Clear, biokompatibilni 3D-natisnjeni deli iz smole.
Testirane bakterije in kvasovke na Liqcreate Bio-Med Clear
Za preučevanje adhezijske sposobnosti se lahko uporabi široka paleta bakterijskih vrst. Najpomembnejši dejavnik pri ocenjevanju te lastnosti so površinske značilnosti bakterije, zlasti sestava celične stene in z njo povezanih površinskih beljakovin. Za ta poskus so bili izbrani trije mikroorganizmi, od katerih je vsak kazal različne značilnosti glede barvanja po Gramu ter reakcij oksidaze, katalaze in koagulaze. Ti testi so bili izbrani, ker predstavljajo temeljne in široko uporabljene metode za razlikovanje med mikrobnimi vrstami. Kot taki je bil vzpostavljen dobro opredeljen izbor treh taksonomsko različnih mikroorganizmov.
Poleg tega so bili ti specifični mikroorganizmi izbrani zaradi njihove znane prisotnosti v človeški ustni mikrobioti. Ta pomen za ustno okolje podpira potencialno prihodnjo uporabo Liqcreate materiali za zobozdravstvene aplikacije.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus je grampozitivni kok, ki se običajno pojavlja v grozdih. Je del komenzalne flore pri približno 30 % populacije, saj se nahaja na sluznicah, grlu in koži. S. aureus kaže močne adhezivne lastnosti, ki jih pripisujemo njegovi hidrofobni celični površini, kar olajša oprijem na sintetične materiale, kot je plastika. Poleg tega S. aureus proizvaja biofilm, sestavljen iz zunajceličnih polisaharidne matrice. V neugodnih okoljskih pogojih lahko izloča toksine, ki lahko povzročijo okužbe, zlasti pri posameznikih z oslabljenim imunskim sistemom.
Slika: Gramovo barvanje Staphylococcus aureus po Gramu.
Slika: Gramovo barvanje Pseudomonas aeruginosa po Gramu.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa je gramnegativna paličasta bakterija, ki je strogo aerobna in je razvrščena kot nefermentatorka, kar pomeni, da ne presnavlja glukoze. Sposobna je preživeti v okoljih s pomanjkanjem hranil in lahko vztraja v nehigienskih pogojih, če je dovolj vlage. Tako kot S. aureus tudi P. aeruginosa tvori biofilm in ima hidrofobno celično površino, kar izboljša njeno sposobnost oprijema na plastične materiale. Poleg tega uporablja piluse tipa IV za lažjo pritrditev na površino. P. aeruginosa lahko proizvaja tudi toksine, kar predstavlja tveganje za okužbo pri imunsko oslabelih posameznikih.
Candida albicans
Candida albicans je grampozitivna diploidna gliva z edinstveno sposobnostjo fenotipskega preklapljanja med enocelično kvasovko in večcelično hifalno obliko. Ta prehod se lahko zgodi spontano in ponavljajoče se. Vsaka morfološka oblika kaže drugačno afiniteto za gostiteljska tkiva in različne vzorce izražanja antigenov. V svoji kvasovki C. albicans sodeluje v hidrofobnih interakcijah s hidrofobnimi površinami in kaže relativno šibko tvorbo biofilma. Nasprotno pa je hifalna oblika povezana z močnejšim razvojem biofilma in povečanim izražanjem genov, ki uravnavajo adhezijske beljakovine. C. albicans lahko v stresnih pogojih izloča tudi toksine in tvori spore, kar ji omogoča, da pri imunsko oslabljenih gostiteljih povzroča oportunistične okužbe.
Slika: Gramovo barvanje kandide albicans.
Skratka, vsi testirani mikroorganizmi so lahko preživeli na 3D-natisnjenem Bio-Med Clear smolnega materiala v obdobju treh tednov, kar podpira njegovo potencialno uporabo v biomedicinski in oralni uporabi, kjer je interakcija z mikrobi pomemben dejavnik.
Raziskovalci z Univerze uporabnih znanosti v Eindhovnu na Nizozemskem
viabilnost in adhezijska sposobnost celic na 3D-natisnjenih Bio-Med Clear smola
Študija se je začela z oceno sposobnosti preživetja in adhezije bakterij Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa in Candida albicans v obdobju petih dni. Te mikroorganizme so inkubirali v 8 ml BHI skupaj s 3D-natisnjenim polimerom, brez dodatka svežega rastnega medija. Namen tega predhodnega koraka je bil ugotoviti, ali lahko organizmi ostanejo sposobni preživetja v pogojih z omejenimi hranili in ali se lahko uspešno oprimejo 3D-natisnjenega materiala. Po uspešni validaciji tega pristopa je bil uveden spremenjen protokol.
V drugi fazi so mikroorganizme pet dni inkubirali v zmanjšanem volumnu 1.5 ml BHI, ponovno v prisotnosti 3D-natisnjene smole. Ta metoda je imela dvojni namen: oceniti preživetje mikrobov v bolj omejenem okolju in preizkusiti alternativno tehniko za ločevanje prilepljenih organizmov s površine polimera. Po potrditvi učinkovitosti te metode je bila uporabljena dolgoročna eksperimentalna zasnova.
Za dolgoročni test so mikroorganizme gojili tri tedne v 1.5 ml BHI s 3D-natisnjenim polimerom. Za oceno vpliva razpoložljivosti hranil so vzdrževali vzporedne vzorce – enega s periodičnim dopolnjevanjem rastnega medija in enega brez. Ta razlika je omogočila opazovanje preživetja in adhezije mikrobov tako v dolgotrajnih kot v pogojih pomanjkanja hranil.
Rezultati so pokazali, da so vsi testirani mikroorganizmi po treh tednih ohranili sposobnost oprijema na 3D-natisnjen polimer. V neobnovljenih vzorcih je P. aeruginosa v drugem tednu pokazala močno adhezijo, ki ji je sledil rahel upad do tretjega tedna. S. aureus je pokazal relativno stabilno adhezijo v celotnem tritedenskem obdobju, kar je bilo povezano s koncentracijo bakterij v okoliškem mediju. C. albicans je v istem obdobju pokazal postopno povečanje adhezijske sposobnosti.
V pogojih s sredstvi, polnimi gnojil, je P. aeruginosa ponovno pokazala največjo adhezijo v drugem tednu, nato pa se je v tretjem tednu zmanjšala. S. aureus je pokazal zmanjšano adhezijo, verjetno zaradi kontaminacije, ki je negativno vplivala na njegovo rast in pritrditev na površino. C. albicans je sčasoma še naprej kazala naraščajočo adhezijo, čeprav je bilo povečanje manj izrazito kot v pogojih brez polnjenja.
zaključek
Cilj te študije je bil raziskati, ali so mikroorganizmi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa in Candida albicans ohranili svojo adhezijsko sposobnost na 3D-natisnjeni polimerni smoli. Bio-Med Clear in ali bi lahko preživeli tri tedne brez dodajanja svežih hranil. Rezultati so pokazali, da so se vsi trije mikroorganizmi lahko oprijeli Bio-Med Clear 3D-natisnjena smola dlje časa in bi lahko preživela brez dopolnjevanja hranil.
Pseudomonas aeruginosa je v drugem tednu pokazal povečano adhezijo, v tretjem tednu pa upad. Staphylococcus aureus je ohranil relativno stabilno raven adhezije, čeprav je bilo v vzorcih, obogatenih s hranili, nepričakovano opaženo zmanjšanje. Candida albicans je v tritedenskem obdobju pokazala stalno povečanje adhezijske sposobnosti, na kar je lahko vplival okoljski stres zaradi omejitve hranil. Med testiranimi organizmi je P. aeruginosa pokazala najvišjo skupno adhezijo na Bio-Med Clear polimer.
Skratka, vsi testirani mikroorganizmi so lahko preživeli na 3D-natisnjenem Bio-Med Clear smolnega materiala v obdobju treh tednov, kar podpira njegovo potencialno uporabo v biomedicinskih in zobozdravstvenih okoljih, kjer je interakcija z mikrobi pomemben dejavnik.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear je toga, prozorna, biokompatibilna fotopolimerna smola, ki jo je mogoče obdelati na večini 3D-tiskalnikov na osnovi smole. 3D-natisnjeni deli iz tega materiala kažejo biokompatibilne lastnosti, ko so naknadno obdelani v skladu z navodili za obdelavo.1Po pranju in naknadnem strjevanju v skladu z navodili, natisnjeni deli iz Liqcreate Bio-Med Clear opraviti teste biokompatibilnosti:
| ○ Citotoksičnost | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Preobčutljivost | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Draženje | ISO 10993-23: 2021 |
Natisnjeni deli iz Bio-Med Clear razkužimo lahko z običajno uporabljenimi razkužili in steriliziramo s parno sterilizacijo z avtoklavom.
Ključne prednosti |
Združljivost s 3D-tiskalnikom |
| · Biokompatibilno | · Asiga series |
| · Možna je sterilizacija s paro | · Phrozen series |
| · Visoka natančnost | · Elegoo & Anycubic series |
| · Dimenzijska stabilnost | · In še veliko več |
