Neue Forschungsergebnisse deuten auf zukünftige Ansätze zur Bekämpfung von bakteriellen Biofilmen , die Foul alles von implantierbaren medizinischen Geräten , um Rohrleitungen und Schiffsschrauben .
Bakterien scheiden eine Schleim - wie " extrazelluläre polymere Substanz " , die Biofilme bildet , so dass Bakterienkolonien auf Flächen gedeihen.
"Sie können überall bilden , auf Kathetern verwendet werden, um Körperflüssigkeiten, künstliche Herzklappen und andere Geräte zu übertragen ", sagte Arezoo Ardekani , Assistant Professor im Fachbereich Maschinenbau der Purdue University .
Kosten im Zusammenhang mit Biofilmen beeinflussen implantierbare medizinische Geräte und verschiedene Arten von Industrieanlagen belaufen sich auf Milliarden von Dollar pro Jahr verbunden. Die schleimige Filme wachsen auf Schlüsselflächen in einer Reihe von Anwendungen , von Schiffsschrauben an den Innenseiten Industrierohre , wodurch Verschleiß und Kraftstoffverbrauch und die abnehmende Leistungsfähigkeit.
Angriff auf die Biofilme mit Antibiotika und giftige Chemikalien hat Nachteile einschließlich der Entwicklung von Antibiotika-resistenten Stämmen , die durch die Suche nach Möglichkeiten , um bakterielle Haftung ohne die Bakterien zu töten behindern gemildert werden könnten.
Zukünftige Konzepte für die Kontrolle Biofilme könnte das auf die Entdeckung , die genauen Bewegungen der einzelnen Bakterienzellen , die sich treiben mit peitschenartigen Anhängsel namens Geißeln abhängen.
Jetzt neue Ergebnisse zeigen Einzelheiten über Interaktionen, induzieren Bakterien in der Nähe von Oberflächen , wo sie lange genug, um zu befestigen und bilden Biofilme bleiben schwimmen.
Die Ergebnisse erschienen in einem speziellen frühen Karriere -Ausgabe der Zeitschrift Rheologica Acta . Das Papier wurde von der Purdue Doktorand Gaojin Li , ehemaliger University of Notre Dame Postdoc- Research Associate Alireza Karimi und Ardekani verfasst .
Die extrazelluläre polymere Substanz klebrig - oder viskoelastischen - und enthält Polymere, wie Polysaccharide , Proteine oder DNA.
Die Forscher lernen, wie die Schwimm Mechanik von Mikroorganismen durch diese Polymere sind betroffen, da sie in der Nähe von Oberflächen zeichnen.
" Die meisten Untersuchungen auf hydrodynamische Interaktion von Bakterien auf Oberflächen durchgeführt vernachlässigt die Rolle dieser Polymere ", so Ardekani . " Und was wir zeigen, ist, dass diese extrazelluläre polymere Substanz kann auch die hydrodynamischen Kräfte, die Annäherung dieser Zellen nahe an der Oberfläche führen zu ändern. "
Die Forscher untersuchten die Bewegung der beweglichen Organismen mit einem Swimming- Modell genannt Winder . Das Modell ermöglicht es den Forschern , die Computer zu drei Antriebsarten von den Mikroorganismen beschäftigt simulieren : Ziehen oder Schieben selbst mit Geißeln entweder im Vorder- oder Rückseite sind, und neutral , in der winzigen Flimmerhärchen sind um einen kugelförmigen Organismus entfernt.
Die meisten Bakterien sind Drücker, und die Ergebnisse zeigten, dass die Schubelemente schwimmen näher an Oberflächen in Gegenwart von extrazellulären polymeren Substanz .
"Sie näher und näher sie bleiben, wie wir die Konzentration von Polymeren zu erhöhen ", sagte Ardekani
Mit diesem Wissen könnten auf Verfahren , die die Fähigkeit von Bakterien , sich an Oberflächen haften behindern führen .
Die Arbeit wurde von der National Science Foundation und der Indiana Clinical and Translational Sciences Institute Zusammenarbeit in der biomedizinischen / Translational Research Pilotprogramm von den National Institutes of Health , der National Center for Advancing Translational Sciences, und Klinische und Translational Sciences Award unterstützt.