銅綠假單胞桿菌是常見(jiàn)的致病菌,其生物被膜普遍存在于許多醫(yī)療器械的表面,是造成院內(nèi)感染的主要原因。目前,大量的科學(xué)研究集中于細(xì)菌在材料表面的粘附過(guò)程。然而細(xì)菌在表面粘附之后,細(xì)菌群體在表面進(jìn)一步的演化過(guò)程尚不明確,這也是生物被膜形成和控制的重要因素。本課題旨在探究細(xì)菌在不同材料性質(zhì)的固體表面運(yùn)動(dòng)行為的規(guī)律。運(yùn)用高通量的細(xì)菌顯微鏡追蹤技術(shù),我們對(duì)細(xì)菌在生物被膜形成過(guò)程中細(xì)菌的表面運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行了定量表征,建立了一種在單細(xì)胞層面定量描述細(xì)菌單細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和群體運(yùn)動(dòng)的方法。結(jié)果表明,細(xì)菌在PVC表面的運(yùn)動(dòng)速率最快,很容易出現(xiàn)行走模式的蹭行運(yùn)動(dòng),處于超擴(kuò)散狀態(tài),而且運(yùn)動(dòng)軌跡很長(zhǎng)又曲折。相反,在噴鉑表面,銅綠假單胞桿菌的運(yùn)動(dòng)速率最慢,比較容易出現(xiàn)行走模式的蹭行運(yùn)動(dòng),近似于布朗運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡比較短且直。但是PC表面的平均運(yùn)動(dòng)速率較大,但站立比卻最小;噴金表面的運(yùn)動(dòng)速率小于PC表面,但細(xì)菌在表面的擴(kuò)散速度卻與PC表面相近,因此,并不能僅僅根據(jù)單細(xì)胞運(yùn)動(dòng)行為得出統(tǒng)一的規(guī)律;但是群體細(xì)胞運(yùn)動(dòng)行為顯示,N_s~100,000時(shí),五種材料的表面探索效率從高到低排序如下:PVC>PC>glass>g... 

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生物被膜形成的5個(gè)階段[2]

圖 1-2 生物材料醫(yī)療器件在人體中的應(yīng)用[26]Fig. 1-2 The applications of biomedical implants in human body生物被膜的治療和預(yù)防上一小節(jié)的綜述可以看出，生物被膜的存在確實(shí)給人類的健康、生了不小的麻煩。面對(duì)細(xì)菌感染，目前比較有效的方法是利用抗生素。但抗生素一般作用于抑制細(xì)胞 DNA/RNA 的復(fù)制、破壞細(xì)胞壁用的對(duì)象一般是代謝活動(dòng)比較活躍的細(xì)胞群體。然而對(duì)于已經(jīng)形成病菌而言，組成生物被膜的細(xì)胞群體已經(jīng)發(fā)生分化，內(nèi)部的細(xì)菌已態(tài)，抗生素的殺菌作用已然失效。再加上細(xì)菌變異速度加快，越來(lái)的出現(xiàn)，使得抗生素的臨床應(yīng)用效果并不顯著。型抗菌藥物的出現(xiàn)為細(xì)菌感染的攻克燃起了新希望�？咕氖且环N導(dǎo)產(chǎn)生的、與先天性免疫相關(guān)的、有抗菌活性的小分子多肽類物質(zhì)

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文細(xì)胞，而且還包括沉積在底面被胞外物質(zhì)包裹的細(xì)菌，這使得，與之類似的 Calgary biofilm 裝置[5]將這一缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。中，也可以利用不同的化學(xué)分子對(duì)滴定板進(jìn)行修飾，研究不同附的影響。film ring test 是一種研究生物被膜形成前期的實(shí)驗(yàn)裝置。將菌液混合之后裝入孔板中培養(yǎng)，在不同時(shí)間點(diǎn)用外加磁場(chǎng)檢測(cè)磁性可以體現(xiàn)生物被膜中胞外基質(zhì)的量。其他用于觀察生物被膜的iofilm reactors、Drip flow biofilm reactor 等[49]。


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