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不同3D打印精度制作的生物材料表面形貌对表皮葡萄球菌生物膜形成影响

杨政鸿 宁明杰 何大千 杨猛哲 黄永平 黄云超

杨政鸿, 宁明杰, 何大千, 杨猛哲, 黄永平, 黄云超. 不同3D打印精度制作的生物材料表面形貌对表皮葡萄球菌生物膜形成影响[J]. 昆明医科大学学报, 2022, 43(2): 12-17. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220228
引用本文: 杨政鸿, 宁明杰, 何大千, 杨猛哲, 黄永平, 黄云超. 不同3D打印精度制作的生物材料表面形貌对表皮葡萄球菌生物膜形成影响[J]. 昆明医科大学学报, 2022, 43(2): 12-17. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220228
Zhenghong YANG, Mingjie NING, Daqian HE, Mengzhe YANG, Yongping HUANG, Yunchao HUANG. Effect of Surface Topography on Staphylococcus Epidermidis Biofilm Formation by Different 3D Printing Thickness of Biomaterials[J]. Journal of Kunming Medical University, 2022, 43(2): 12-17. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220228
Citation: Zhenghong YANG, Mingjie NING, Daqian HE, Mengzhe YANG, Yongping HUANG, Yunchao HUANG. Effect of Surface Topography on Staphylococcus Epidermidis Biofilm Formation by Different 3D Printing Thickness of Biomaterials[J]. Journal of Kunming Medical University, 2022, 43(2): 12-17. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220228

不同3D打印精度制作的生物材料表面形貌对表皮葡萄球菌生物膜形成影响

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220228
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(81960335);云南省教育厅科学研究基金资助项目(2019Y0362)
详细信息
    作者简介:

    杨政鸿(1997~),男,云南曲靖市人,在读硕士研究生,主要从事胸部肿瘤和生物材料感染相关研究

    通讯作者:

    黄云超,E-mail: huangych2001@aliyun.com

  • 中图分类号: R318.08

Effect of Surface Topography on Staphylococcus Epidermidis Biofilm Formation by Different 3D Printing Thickness of Biomaterials

  • 摘要:   目的   探讨不同3D打印精度制作的生物材料表面形貌对表皮葡萄球菌生物膜形成的影响。   方法   以医用3D打印原材料光敏树脂MED610为材料,使用光固化成型技术分别按照16 μm、30 μm、100 μm层厚制作样本。测量样本表面粗糙轮廓的算术平均偏差 Ra、轮廓的最大高度Rz,静态角接触法检测样本疏水性。与表皮葡萄球菌标准株RP62A于振荡器上共培养,分别在2 h、6 h、12 h、24 h、30 h时取出材料表面,激光共聚焦显微镜测量单位视野细菌群落数量,扫描电镜观察材料表面生物膜形成情况。   结果   16 μm层厚制作生物材料表面RaRz值较30 μm层厚与60 μm制作样本较小,不同层厚制作材料表面疏水性无明显差异(P > 0.05)。与表皮葡萄球菌共培养2 h、6 h时,16 μm组材料表面少量表皮葡萄球菌分散在材料表面,无细菌聚集现象出现,单位视野细菌群落数量明显低于30 μm组与100 μm组( P < 0.05)。培养12 h、24 h、30 h时,各组材料表面均可观察到生物膜形成,单位视野细菌群落数量无明显差异( P > 0.05)。   结论   在3D打印中以不同层厚制作出的材料表面粗糙度影响大,但对材料疏水性无明显影响。层厚越薄制作出的材料在感染早期不利于表皮葡萄球菌黏附。
  • 图  1  扫描电子显微镜(SEM)图像显示表皮葡萄球菌在不同层厚的材料表面不同时间形成的生物膜(10 µm)

    A1:16 μm组2 h;A2:16 μm组6 h;A3:16 μm组30 h;B1:30 μm组2 h;B2:30 μm组6 h;B3:30 μm组30 h;C1:100 μm组2 h;C2:100 μm 组6 h;C3:100 μm 组30 h。

    Figure  1.  Scanning electron microscopy (SEM) images of biofilms formed by Staphylococcus epidermidis occure at different thicknesses and different times. Scale bar represented (10 µm)

    表  1  不同层厚制作材料表面粗糙度( $ \bar x \pm s $

    Table  1.   Surface roughness of materials of different thickness ( $ \bar x \pm s $

    组别 Ra Rz
    16 μm 0.12 ± 0.03 0.51 ± 0.24
    30 μm 0.19 ± 0.02 1.29 ± 0.36
    100 μm 0.33 ± 0.03 2.32 ± 0.33
    统计量 92.978 41.241
    P < 0.001 < 0.001
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    表  2  不同层厚制作对材料疏水性影响( $ \bar x \pm s $

    Table  2.   Influence of different thickness on hydrophobicity of materials ( $ \bar x \pm s $

    组别 蒸馏水 甘油
    16 μm 86.3 ± 1.6 76.8 ± 1.3
    30 μm 84.5 ± 0.9 78.3 ± 1.6
    100 μm 85.6 ± 1.3 78.9 ± 1.5
    统计量 2.273 2.701
    P 0.146 0.108
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    表  3  同层厚制作材料表面单位视野表皮葡萄球菌群落数量( $ \bar x \pm s $

    Table  3.   Number of Staphylococcus epidermidis community per field of vision on the surface of the same thickness material ( $ \bar x \pm s $

    组别 2 h 6 h 12 h 24 h 30 h
    16 μm 1.12 ± 0.72 4.71 ± 1.25 12.96 ± 1.95 18.62 ± 1.75 16.15 ± 2.03
    30 μm 4.51 ± 1.04 8.95 ± 1.09 11.64 ± 1.56 19.39 ± 2.07 15.38 ± 1.85
    100 μm 6.82 ± 1.25 10.86 ± 0.76 13.77 ± 2.05 20.44 ± 2.21 15.71 ± 2.15
    统计量 38.965 44.891 1.676 1.016 0.180
    P < 0.001 < 0.001 0.228 0.391 0.837
      与16 μm组比较, P < 0.05。
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2022-01-18
  • 刊出日期:  2022-02-25

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