生物膜飘带堵塞医疗设备

被称为生物膜的细菌群落可以通过形成阻止流动的3-维度拖缆快速堵塞医疗装置,例如支架,导管和水过滤器。 这一发现将为未来防止生物膜引起致命的堵塞提供方法。

细菌流经管壁形成绿色的生物膜。 随后流过腔室的红色细菌被粘在一个粘性基质中,形成阻塞通道的飘带。 图片来源:克努特Drescher的。

生物膜是复杂的,多层次的细菌和其他微生物群落。 它们可以形成在生物表面如牙齿上或医疗装置上,例如导管和支架。 生物膜中的细菌对抗生素有抗药性,可能导致严重的感染。

一个研究小组由博士领导。 霍华德A.石和普林斯顿大学的邦妮L.贝斯勒出发去更好地了解生物膜的特性。 P. 在土壤,河流和污水以及医疗设备上形成生物膜。 该集团并没有使用标准培养皿或烧瓶进行研究,而是开发了一种模拟现实生活条件的特殊流动系统。 他们用绿色标签标记细菌,并在显微镜下观察它们,当它们流过具有许多弯曲的窄管时。 这项工作部分由美国国立卫生研究院的国家综合医学研究所(NIGMS)资助。

细菌迅速生长和积累,在40小时内在管壁上形成生物膜。 然而,这种生物膜的积累并不大大影响通过管的流动。

生物膜中的细菌通过被称为胞外聚合物质的化合物基质相互连接。 研究人员发现,管壁上的细菌脱落了这个分子基质,在管中形成了网状网。

研究人员用另一个红色的标签标记了另一组细菌,并在它们流过相同的管时对其进行监测。 这些细菌被困在网状网中,形成了3-D飘带。 拖缆桥接在管道弯曲之间的空间,在30分钟内堵塞管道。

研究人员发现,这种细菌可以形成人工土壤和类似于水过滤器发现网飘带。 生物膜飘带也形成了12小时内裸金属支架,横跨在丝网的空白。 这些结果表明,生物膜拖缆在自然界常见,可以阻止在各种各样的工业和医疗设置流动。

令我惊讶的是,生物膜拖缆造成完全堵塞的速度有多快,“斯通说。 并没有警告事情即将发生。

研究人员还测试了被捆绑到生物膜过去的研究中形成的几个基因。 当被删除,仅基因的一个子集影响流动条件下形成生物膜。 这些结果强调了使用现实生活中的条件下测试用于预防和治疗生物膜的方法的重要性。

文章来源:NIH研究事项