Тестування виживання клітин, знайдених у ротовій порожнині Liqcreate Bio-Med Clear 3D-друкована смола
Liqcreate співпрацював з Університетом прикладних наук Фонтіса для дослідження клітинної адгезії та рівня виживання клітин Bio-Med Clear, фотополімерна смола, придатна для 3D-друку, розроблена та виготовлена LiqcreateПопередні дослідження показали продемонстрували, що різні види бактерій та лінії клітин людини здатні ефективно прилипати до цього матеріалу з високим рівнем виживання клітин.
Мета цього дослідження — оцінити, чи можуть мікроорганізми Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa та Candida albicans продовжувати прикріплюватися та залишатися життєздатними на поверхні... Bio-Med Clear смоли протягом тривалого періоду до трьох тижнів. Ці конкретні мікроорганізми були обрані через їх часту присутність у ротовій порожнині людини, що робить їх актуальними для оцінки потенційного клінічного застосування матеріалу.
Зображення: успішний ріст дріжджів Candida albicans на агарі Сабуро за наявності Liqcreate Bio-Med Clear, біосумісні деталі зі смоли, надруковані за допомогою 3D-друку.
Перевірено на бактеріях та дріжджах Liqcreate Bio-Med Clear
Для вивчення адгезійної здатності можна використовувати широкий спектр видів бактерій. Найважливішим фактором в оцінці цієї властивості є поверхневі характеристики бактерії, зокрема склад клітинної стінки та пов'язаних з нею поверхневих білків. Для цього експерименту було обрано три мікроорганізми, кожен з яких демонструє різні характеристики з точки зору забарвлення за Грамом, оксидазних, каталазних та коагулазних реакцій. Ці тести були обрані тому, що вони представляють фундаментальні та широко використовувані методи диференціації між видами мікробів. Таким чином, було встановлено чітко визначений вибір із трьох таксономічно різноманітних мікроорганізмів.
Крім того, ці специфічні мікроорганізми були відібрані через їх відому присутність у мікробіоті ротової порожнини людини. Ця актуальність для середовища ротової порожнини підтверджує потенційне майбутнє використання Liqcreate матеріали для стоматологічного застосування.
Золотистий стафілокок
Золотистий стафілокок – це грампозитивний кок, який зазвичай зустрічається скупченнями. Він є частиною коменсальної флори приблизно у 30% населення, мешкаючи на слизових оболонках, у горлі та на шкірі. Золотистий стафілокок проявляє сильні адгезивні властивості, що пояснюються його гідрофобною клітинною поверхнею, що полегшує прилипання до синтетичних матеріалів, таких як пластмаси. Крім того, золотистий стафілокок утворює біоплівку, що складається з позаклітинних полісахаридних матриць. За несприятливих умов навколишнього середовища він може виділяти токсини, які можуть призвести до інфекцій, особливо у людей з ослабленою імунною системою.
Зображення: Забарвлення за Грамом золотистого стафілокока за методом Грама.
Зображення: Забарвлення Pseudomonas aeruginosa за Грамом за допомогою методу Грама.
синьогнійної
Pseudomonas aeruginosa — це грамнегативна паличкоподібна бактерія, яка є суворо аеробною та класифікується як неферментуюча, тобто не метаболізує глюкозу. Вона здатна виживати в бідному на поживні речовини середовищі та може зберігатися в негігієнічних умовах за умови достатньої вологості. Як і S. aureus, P. aeruginosa утворює біоплівку та має гідрофобну клітинну поверхню, що посилює її здатність адгезувати до пластикових матеріалів. Крім того, вона використовує пілі IV типу для полегшення прикріплення до поверхні. P. aeruginosa також може виробляти токсини, що створює ризик інфекції для людей з ослабленим імунітетом.
Candida Albicans
Candida albicans – це грампозитивний диплоїдний грибок з унікальною здатністю до фенотипового перемикання між одноклітинними дріжджами та багатоклітинними гіфальними формами. Цей перехід може відбуватися спонтанно та неодноразово. Кожна морфологічна форма демонструє різну спорідненість до тканин хазяїна та чіткі патерни експресії антигенів. У своїй дріжджовій формі C. albicans бере участь у гідрофобних взаємодіях з гідрофобними поверхнями та демонструє відносно слабке утворення біоплівки. Навпаки, гіфальна форма пов'язана з сильнішим розвитком біоплівки та підвищеною експресією генів, що регулюють адгезійні білки. C. albicans також може секретувати токсини та утворювати спори в стресових умовах, що дозволяє йому викликати опортуністичні інфекції у імунокомпрометованих хазяїв.
Зображення: Забарвлення за Грамом Candida albicans.
На завершення, усі протестовані мікроорганізми змогли вижити на 3D-друкованих матеріалах. Bio-Med Clear смоляного матеріалу протягом трьох тижнів, що підтверджує його потенційне застосування в біомедиці та пероральному застосуванні, де взаємодія мікробів є важливим фактором.
Дослідники з Університету прикладних наук, Ейндховен, Нідерланди
життєздатність та адгезійна здатність клітин на 3D-друкованих матеріалах Bio-Med Clear смола
Дослідження розпочалося з оцінки життєздатності та адгезійної здатності Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa та Candida albicans протягом п'яти днів. Ці мікроорганізми інкубували у 8 мл BHI разом із полімером, надрукованим на 3D-принтері, без додавання свіжого середовища для росту. Цей попередній крок мав на меті визначити, чи зможуть організми залишатися життєздатними в умовах обмеженого вмісту поживних речовин і чи зможуть вони успішно прилипати до матеріалу, надрукованого на 3D-принтері. Після успішної валідації цього підходу було впроваджено модифікований протокол.
На другому етапі мікроорганізми інкубували у зменшеному об'ємі 1.5 мл BHI, знову ж таки у присутності смоли, надрукованої на 3D-принтері, протягом п'яти днів. Цей метод мав подвійну мету: оцінити виживання мікробів у більш обмеженому середовищі та протестувати альтернативний метод відокремлення прилиплих організмів від поверхні полімеру. Після підтвердження ефективності цього методу було застосовано довгостроковий експериментальний дизайн.
Для довгострокового випробування мікроорганізми культивували протягом трьох тижнів у 1.5 мл BHI з полімером, надрукованим на 3D-принтері. Для оцінки впливу доступності поживних речовин підтримували паралельні набори зразків — один з періодичним поповненням середовища для росту, а інший без нього. Ця відмінність дозволила спостерігати за виживанням та адгезією мікробів як за тривалих умов, так і за умов дефіциту поживних речовин.
Результати показали, що всі протестовані мікроорганізми зберегли здатність прилипати до полімеру, надрукованого за допомогою 3D-друку, через три тижні. У невідновлених зразках P. aeruginosa демонструвала сильну адгезію на другому тижні, а потім незначне зниження до третього тижня. S. aureus демонстрував відносно стабільну адгезію протягом тритижневого періоду, що корелює з концентрацією бактерій у навколишньому середовищі. C. albicans демонстрував поступове збільшення адгезійної здатності протягом того ж періоду.
У стані поповнення середовища P. aeruginosa знову продемонструвала пік адгезії на другому тижні, а потім зниження на третьому тижні. S. aureus демонстрував знижену адгезію, ймовірно, через забруднення, яке негативно вплинуло на його ріст та прикріплення до поверхні. C. albicans продовжував демонструвати зростання адгезії з часом, хоча це збільшення було менш вираженим, ніж у стані непоповнення.
Висновок
Метою цього дослідження було з'ясувати, чи зберегли мікроорганізми Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa та Candida albicans свою адгезійну здатність на полімерній смолі, надрукованій за допомогою 3D-друку. Bio-Med Clear і чи зможуть вони вижити протягом трьох тижнів без додавання свіжих поживних речовин. Результати показали, що всі три мікроорганізми здатні прилипати до Bio-Med Clear 3D-друкована смола протягом тривалого періоду часу може виживати за відсутності поповнення поживними речовинами.
Pseudomonas aeruginosa демонструвала підвищену адгезію протягом другого тижня, а потім зниження протягом третього тижня. Staphylococcus aureus підтримував відносно стабільний рівень адгезії, хоча у зразках з додаванням поживних речовин несподівано спостерігалося зниження. Candida albicans демонструвала постійне збільшення адгезійної здатності протягом тритижневого періоду, що потенційно могло бути пов'язане з екологічним стресом, спричиненим обмеженням поживних речовин. Серед протестованих організмів P. aeruginosa продемонструвала найвищу загальну адгезію до Bio-Med Clear полімер.
На завершення, усі протестовані мікроорганізми змогли вижити на 3D-друкованих матеріалах. Bio-Med Clear смоляного матеріалу протягом трьох тижнів, що підтверджує його потенційне застосування в біомедичних та стоматологічних середовищах, де мікробна взаємодія є важливим фактором.
Liqcreate Bio-Med Clear
Liqcreate Bio-Med Clear — це жорстка прозора біосумісна фотополімерна смола, яку можна обробляти на більшості 3D-принтерів на основі смол. Деталі, надруковані за допомогою 3D-друку з цього матеріалу, демонструють біосумісні властивості після постобробки відповідно до інструкцій з обробки.1Після промивання та пост-затвердіння згідно з інструкціями, надруковані деталі з Liqcreate Bio-Med Clear пройти випробування на біосумісність:
| ○ Цитотоксичність | ISO 10993-5: 2009 |
| ○ Сенсибілізація | ISO 10993-10: 2021 |
| ○ Подразнення | ISO 10993-23: 2021 |
Друковані деталі з Bio-Med Clear можна дезінфікувати загальновживаними дезінфікуючими засобами та стерилізувати паром за допомогою автоклава.
Основні переваги |
Сумісність із 3D-принтером |
| · Біосумісний | · Asiga серія |
| · Можливість стерилізації парою | · Phrozen серія |
| · Висока точність | · Elegoo & Anycubic серія |
| · Стабільний розмір | · І багато іншого |
