生物膜实践与应用.ppt

* 生物膜结构特点 细菌: 致病、异物 水份含量：97% 分泌的胞外多聚物包括： - 胞外多糖(典型特征) extracellular polysaccharide, EPS - 糖蛋白 EPS在细菌形成生物膜结构、免疫逃避和毒力发挥中起重 要作用 吸附：营养物质，代谢产物，细菌裂解产物 含有：蛋白质、多糖、DNA、RNA、肽聚糖、脂和磷脂等 * 细菌被大量的胞外多糖包绕形成微菌落，各个微菌落之间充满水通道，是细菌获取营养和排除代谢废物的通道 Marc habas等人 成熟生物膜从外到内： 生物膜层 连接层 条件层 基质层 生物膜结构 * 细菌生物膜的观察 －扫描电子显微镜 * 细菌生物膜的观察－激光共聚显微镜技术 * 生物膜形成 细菌粘附：形成BF第一步 - 在鞭毛作用下移行至异物（如医疗 设备、机械瓣膜、内置导管）或死 亡组织（如坏死 骨片）表面 - 在菌毛作用下粘附固着 BF发展规律： - 生长和繁殖 - 分泌大量EPS（胞外多糖） - EPS可粘结单个细菌形成细菌团块，既微菌落 - 大量微菌落使BF加厚 - 细胞启动胞间信号系统，产生胞间信号 * 生物膜形成 BF的成熟： - 结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成 - 菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料、 酶、代谢产物和排出废物，形成原始的循 环系统 - 因菌种、营养、附着表面和环境条件不同， 形成疏松或致密以及厚薄不等的BF结构 - 动态过程 - 由纯菌种形成，也可由多菌种组成 - 释放游离细菌，游离细菌粘附，形成新的循环系统 * 生物膜的形成 细菌的可逆吸附； 细菌的不可逆吸附； 细菌的生长和分裂； 胞外聚合物产生； 其他生物附着； * 生物膜与疾病关系 细菌可在人体组织如牙齿、牙龈、皮肤、肺、尿道及其它器官 的表面形成BF，引起诸如牙周病、龋齿、慢性支气管炎、败血 病、血栓性静脉炎、难治性肺部感染和心内膜炎等疾病。 在血液、组织液和淋巴液等体液中一般不形成BF。 体液有适合细菌生长的有机营养成分。 体液中含有细菌，可在无生命物体表面 形成BF(如隐形眼睛、人工关节和心脏 人工瓣膜等)。 植入物增加细菌形成生物膜 大约65%人类细菌性感染由 BF细菌引起的。 * 细菌生存的一种机制 抵抗力大大增强 细菌集合体粘附于器物表面，并通过分泌的粘性 基质形成菌落 菌落个体之间进行信号传递，整体适应外部环境 生物膜特点 * 生物膜对消毒、灭菌的影响 芽胞包裹的效果 灭菌过程 压力蒸汽 干热 环氧乙烷 121℃ 121℃ 54℃ ____________________________________________________ 芽胞 10秒 3.5小时 30秒 芽胞在CaCO3 结晶 150分 50小时 2周 ____________________________________________________ B subtilis spores ~ 8*103, Doyle Ernst(1967) Appl Micro 726-730 * * 生物膜抵抗力 生物膜中细胞的生理、形态和代谢与游离细胞不同 目前杀菌剂的实验只针对游离细胞，但是并没有针 对生物膜里抵抗力更强的细菌 一旦组织、植入物和仪器附着上生物膜，一般清洗 很难去除，必须结合其它方法 * 物品处理过程中的生物膜 医院供水管路：生物膜高发区 * 机器清洗后可以很好去除蛋白质和血液 * 机器清洗后碳水化合物和内毒素反而升高 * 清 洗 如果水的质量受到管线中生物膜