การทดสอบการอยู่รอดของเซลล์ที่พบในสภาพแวดล้อมในช่องปาก Liqcreate Bio-Med Clear เรซินพิมพ์ 3 มิติ
Liqcreate ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ประยุกต์ Fontys เพื่อศึกษาการยึดเกาะของเซลล์และอัตราการรอดชีวิตของเซลล์ Bio-Med Clearเรซินโฟโตโพลิเมอร์ที่สามารถพิมพ์แบบ 3 มิติที่พัฒนาและผลิตโดย Liqcreate. การศึกษาครั้งก่อนๆ ได้มี แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียชนิดต่างๆ และเซลล์สายพันธุ์มนุษย์ มีความสามารถในการยึดติดกับวัสดุนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีอัตราการรอดชีวิตของเซลล์สูง
การศึกษาวิจัยปัจจุบันนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินว่าจุลินทรีย์ Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa และ Candida albicans สามารถเกาะติดและคงอยู่ต่อไปได้หรือไม่ Bio-Med Clear เรซินเป็นเวลานานถึงสามสัปดาห์ จุลินทรีย์เฉพาะเหล่านี้ได้รับการคัดเลือกเนื่องจากพบบ่อยในช่องปากของมนุษย์ จึงมีความสำคัญต่อการประเมินศักยภาพในการนำไปใช้ทางคลินิกของวัสดุนี้
ภาพ: การเจริญเติบโตที่ประสบความสำเร็จของยีสต์ Candida albicans บนวุ้น Sabouraud ในสภาวะที่มี Liqcreate Bio-Med Clearชิ้นส่วนเรซินพิมพ์ 3 มิติที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ
ทดสอบแบคทีเรียและยีสต์บน Liqcreate Bio-Med Clear
แบคทีเรียหลากหลายชนิดสามารถนำมาใช้ศึกษาความสามารถในการยึดเกาะได้ ปัจจัยสำคัญที่สุดในการประเมินคุณสมบัตินี้คือลักษณะพื้นผิวของแบคทีเรีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งองค์ประกอบของผนังเซลล์และโปรตีนบนพื้นผิวที่เกี่ยวข้อง สำหรับการทดลองนี้ ได้เลือกจุลินทรีย์สามชนิด ซึ่งแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันในแง่ของการย้อมสีแกรม ออกซิเดส แคตาเลส และปฏิกิริยาโคอะกูเลส การทดสอบเหล่านี้ถูกเลือกเนื่องจากเป็นวิธีพื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแยกแยะความแตกต่างระหว่างจุลินทรีย์แต่ละชนิด ด้วยเหตุนี้ จึงได้มีการคัดเลือกจุลินทรีย์ที่มีความหลากหลายทางอนุกรมวิธานสามชนิดอย่างชัดเจน
นอกจากนี้ จุลินทรีย์เฉพาะเหล่านี้ยังได้รับการคัดเลือกเนื่องจากเป็นที่ทราบกันดีว่ามีอยู่ในจุลินทรีย์ในช่องปากของมนุษย์ ความเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมในช่องปากนี้สนับสนุนการใช้ในอนาคต Liqcreate วัสดุสำหรับการใช้งานทางทันตกรรม
เชื้อ Staphylococcus aureus
สแตฟิโลค็อกคัส ออเรียส เป็นแบคทีเรียค็อกคัสแกรมบวกที่มักพบเป็นกลุ่ม แบคทีเรียชนิดนี้เป็นส่วนหนึ่งของจุลินทรีย์คอมเมนซัลในประชากรประมาณ 30% อาศัยอยู่บนพื้นผิวของเยื่อเมือก ลำคอ และผิวหนัง แบคทีเรียชนิดนี้มีคุณสมบัติในการยึดเกาะที่แข็งแกร่ง เนื่องจากมีพื้นผิวเซลล์ที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งช่วยให้เกาะติดกับวัสดุสังเคราะห์ เช่น พลาสติก ได้ง่าย นอกจากนี้ แบคทีเรียชนิดนี้ยังสร้างไบโอฟิล์มที่ประกอบด้วยเมทริกซ์โพลีแซ็กคาไรด์นอกเซลล์ ภายใต้สภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย แบคทีเรียชนิดนี้สามารถขับสารพิษที่อาจนำไปสู่การติดเชื้อได้ โดยเฉพาะในผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันบกพร่อง
ภาพ: การย้อมแกรมของเชื้อ Staphylococcus aureus
ภาพ: การย้อมแกรมของ Pseudomonas aeruginosa
aeruginosa พ
ซูโดโมแนส แอรูจิโนซา เป็นแบคทีเรียแกรมลบรูปแท่ง อาศัยออกซิเจนอย่างเดียว และจัดอยู่ในกลุ่มแบคทีเรียที่ไม่หมัก หมายความว่ามันไม่เผาผลาญกลูโคส ซูโดโมแนสสามารถดำรงชีวิตในสภาพแวดล้อมที่ขาดสารอาหาร และสามารถดำรงชีวิตอยู่ในสภาวะที่ไม่ถูกสุขลักษณะได้ หากมีความชื้นเพียงพอ เช่นเดียวกับ S. aureus ซูโดโมแนส แอรูจิโนซา สร้างไบโอฟิล์มและมีพื้นผิวเซลล์ที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการยึดติดกับวัสดุพลาสติก นอกจากนี้ ซูโดโมแนส แอรูจิโนซา ยังใช้ไพลีชนิดที่ 4 เพื่อช่วยในการเกาะติดบนพื้นผิว ซูโดโมแนส แอรูจิโนซา ยังสามารถผลิตสารพิษ ซึ่งมีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อในผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง
เชื้อ Candida albicans
แคนดิดา อัลบิแคนส์ เป็นเชื้อราชนิดดิพลอยด์แกรมบวกที่มีความสามารถพิเศษในการสลับฟีโนไทป์ระหว่างยีสต์เซลล์เดียวและไฮฟาหลายเซลล์ การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถเกิดขึ้นได้เองและซ้ำๆ กัน สัณฐานวิทยาแต่ละแบบมีความสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อโฮสต์ที่แตกต่างกัน และมีรูปแบบการแสดงออกของแอนติเจนที่แตกต่างกัน ในรูปแบบยีสต์ ซี. อัลบิแคนส์มีปฏิสัมพันธ์แบบไม่ชอบน้ำกับพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำ และแสดงการก่อตัวของไบโอฟิล์มที่ค่อนข้างอ่อน ในทางตรงกันข้าม ไฮฟาฟอร์มมีความสัมพันธ์กับการพัฒนาของไบโอฟิล์มที่แข็งแกร่งขึ้นและการแสดงออกของยีนที่ควบคุมโปรตีนยึดเกาะที่เพิ่มขึ้น ซี. อัลบิแคนส์ยังสามารถหลั่งสารพิษและสร้างสปอร์ภายใต้สภาวะกดดัน ทำให้เกิดการติดเชื้อฉวยโอกาสในโฮสต์ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง
รูปภาพ: การย้อมแกรมของเชื้อแคนดิดาอัลบิแคนส์
สรุปได้ว่าจุลินทรีย์ที่ผ่านการทดสอบทั้งหมดสามารถอยู่รอดบนวัสดุพิมพ์ 3 มิติได้ Bio-Med Clear วัสดุเรซินในช่วงระยะเวลาสามสัปดาห์ ซึ่งสนับสนุนการประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพในด้านชีวการแพทย์และการใช้ช่องปาก ในกรณีที่ปฏิสัมพันธ์ของจุลินทรีย์เป็นปัจจัยที่เกี่ยวข้อง
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ประยุกต์ไอนด์โฮเฟน ประเทศเนเธอร์แลนด์
ความสามารถในการมีชีวิตและความสามารถในการยึดเกาะของเซลล์บนวัสดุพิมพ์ 3 มิติ Bio-Med Clear ยาง
การศึกษาเริ่มต้นด้วยการประเมินความมีชีวิตและความสามารถในการยึดเกาะของเชื้อ Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa และ Candida albicans เป็นระยะเวลาห้าวัน จุลินทรีย์เหล่านี้ถูกบ่มเพาะใน BHI ปริมาตร 8 มล. ร่วมกับโพลิเมอร์ที่พิมพ์ 3 มิติ โดยไม่เติมอาหารเลี้ยงเชื้อใหม่ ขั้นตอนเบื้องต้นนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบว่าจุลินทรีย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในสภาวะที่สารอาหารจำกัดหรือไม่ และสามารถยึดติดกับวัสดุที่พิมพ์ 3 มิติได้สำเร็จหรือไม่ หลังจากการตรวจสอบความถูกต้องของวิธีการนี้สำเร็จ จึงได้นำโปรโตคอลที่ปรับปรุงแล้วมาใช้
ในระยะที่สอง จุลินทรีย์ถูกบ่มเพาะใน BHI ปริมาตรลดลงเหลือ 1.5 มล. โดยมีเรซินพิมพ์สามมิติอยู่ด้วย เป็นเวลาห้าวัน วิธีการนี้มีวัตถุประสงค์สองประการ คือ เพื่อประเมินการอยู่รอดของจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่จำกัด และเพื่อทดสอบเทคนิคทางเลือกในการแยกจุลินทรีย์ที่เกาะติดออกจากพื้นผิวพอลิเมอร์ หลังจากยืนยันประสิทธิภาพของวิธีการนี้แล้ว จึงได้นำการออกแบบการทดลองระยะยาวมาใช้
สำหรับการทดสอบระยะยาว จุลินทรีย์ได้รับการเพาะเลี้ยงเป็นเวลาสามสัปดาห์ใน BHI ปริมาตร 1.5 มล. ร่วมกับโพลิเมอร์ที่พิมพ์ 3 มิติ เพื่อประเมินผลกระทบของความพร้อมของสารอาหาร จึงได้เก็บตัวอย่างชุดตัวอย่างแบบขนานไว้ โดยชุดหนึ่งมีการเติมสารอาหารเลี้ยงเซลล์เป็นระยะ และอีกชุดหนึ่งไม่มีการเติมสารอาหารเลี้ยงเซลล์ ความแตกต่างนี้ทำให้สามารถสังเกตการอยู่รอดและการยึดเกาะของจุลินทรีย์ได้ทั้งในสภาวะที่สารอาหารคงที่และสภาวะที่สารอาหารหมดไป
ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ที่ทดสอบทั้งหมดยังคงสามารถยึดติดกับโพลิเมอร์ที่พิมพ์ 3 มิติได้หลังจากผ่านไปสามสัปดาห์ ในตัวอย่างที่ไม่ได้รับการเติมเชื้อ P. aeruginosa แสดงการยึดเกาะที่แข็งแกร่งในสัปดาห์ที่สอง ตามมาด้วยการลดลงเล็กน้อยในสัปดาห์ที่สาม S. aureus แสดงการยึดเกาะที่ค่อนข้างคงที่ตลอดระยะเวลาสามสัปดาห์ ซึ่งสัมพันธ์กับความเข้มข้นของแบคทีเรียในอาหารเลี้ยงเชื้อโดยรอบ C. albicans แสดงความสามารถในการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลาเดียวกัน
ในสภาวะที่มีการเติมเต็มระดับปานกลาง P. aeruginosa แสดงการยึดเกาะสูงสุดอีกครั้งในสัปดาห์ที่สอง ตามมาด้วยการลดลงในสัปดาห์ที่สาม S. aureus แสดงการยึดเกาะที่ลดลง ซึ่งอาจเกิดจากการปนเปื้อนที่ส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตและการยึดเกาะบนพื้นผิว C. albicans ยังคงแสดงการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป แม้ว่าการเพิ่มขึ้นจะน้อยกว่าในสภาวะที่ไม่มีการเติมเต็ม
สรุป
วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือเพื่อตรวจสอบว่าจุลินทรีย์ Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa และ Candida albicans ยังคงความสามารถในการยึดเกาะบนเรซินโพลีเมอร์ที่พิมพ์ 3 มิติหรือไม่ Bio-Med Clear และว่าพวกมันสามารถอยู่รอดได้นานกว่าสามสัปดาห์โดยไม่ต้องเติมสารอาหารสดหรือไม่ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ทั้งสามชนิดสามารถเกาะติดกับ Bio-Med Clear เรซินที่พิมพ์แบบ 3 มิติในระยะเวลาอันยาวนานและสามารถอยู่รอดได้แม้จะไม่มีการเติมเต็มสารอาหาร
เชื้อ Pseudomonas aeruginosa แสดงการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นในช่วงสัปดาห์ที่สอง ตามมาด้วยการลดลงในสัปดาห์ที่สาม เชื้อ Staphylococcus aureus ยังคงรักษาระดับการยึดเกาะที่ค่อนข้างคงที่ แม้ว่าจะพบการลดลงอย่างไม่คาดคิดในตัวอย่างที่ได้รับสารอาหารเสริม เชื้อ Candida albicans แสดงความสามารถในการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดระยะเวลาสามสัปดาห์ ซึ่งอาจได้รับอิทธิพลจากความเครียดจากสภาพแวดล้อมอันเป็นผลมาจากการจำกัดสารอาหาร ในบรรดาจุลินทรีย์ที่ทดสอบ P. aeruginosa แสดงการยึดเกาะโดยรวมสูงสุด Bio-Med Clear พอลิเมอร์.
สรุปได้ว่าจุลินทรีย์ที่ผ่านการทดสอบทั้งหมดสามารถอยู่รอดบนวัสดุพิมพ์ 3 มิติได้ Bio-Med Clear วัสดุเรซินในช่วงระยะเวลาสามสัปดาห์ รองรับการประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพในสภาพแวดล้อมทางชีวการแพทย์และทันตกรรมที่ปฏิสัมพันธ์ของจุลินทรีย์เป็นปัจจัยที่เกี่ยวข้อง
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear เป็นเรซินโฟโตโพลิเมอร์ที่แข็งและเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ใสและสามารถประมวลผลได้บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใช้เรซินส่วนใหญ่ ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติจากวัสดุนี้แสดงคุณสมบัติเข้ากันได้ทางชีวภาพเมื่อประมวลผลภายหลังตามคำแนะนำในการประมวลผล1. หลังจากล้างและบ่มตามคำแนะนำ ชิ้นส่วนที่พิมพ์จาก Liqcreate Bio-Med Clear ผ่านการทดสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพของ:
| ○ ความเป็นพิษต่อเซลล์ | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ การสร้างความไวต่อความรู้สึก | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ การระคายเคือง | ISO 10993-23: 2021 |
ส่วนที่พิมพ์จาก Bio-Med Clear สามารถฆ่าเชื้อได้ด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อที่นิยมใช้กันทั่วไป และฆ่าเชื้อด้วยการนึ่งฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำโดยใช้หม้ออัดไอน้ำ
ประโยชน์หลัก |
ความเข้ากันได้ของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ |
| · เข้ากันได้ทางชีวภาพ | · Asiga ชุด |
| · สามารถฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำได้ | · Phrozen ชุด |
| · ความแม่นยำสูง | · Elegoo & Anycubic ชุด |
| · มิติคงที่ | · และอื่น ๆ อีกมากมาย |
