纳米银离子对铜绿假单胞菌生物被膜的细菌死亡率的影响.pdf
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1、第3 l 卷第1 4 期第三军医大学学报 V 0 1 3 1 ,N o 1 4 2 0 0 9 年7 月 A C T AA C A D E M I A EM E D I C I N A EM I I I T A R I ST E R T I A EJ u l 2 0 0 91 3 3 7 文章编号:1 0 0 0 - 5 4 0 4 ( 2 0 0 9 ) 1 4 1 3 3 7 0 4 纳米银离子对铜绿假单胞菌生物被膜的细菌死亡率的影响 邹志慧,余加林,刘官信,李芳,林丽华,林雅茵( 重庆医科大学附属儿童医院新生儿科,重庆4 0 0 0 1 4 ) 摘要:日的探讨纳米银离子对细菌生物被膜(
2、b i o f i l m ,B F ) 的细菌死产率的影响。方法采用摇床法,以纳米银 离子含量不同的乙烯醋酸乙烯酯( E t h y l e n e V i n y la c e t a t e ,E V A ) 塑料为细菌粘附载体,模拟体内铜绿假单胞菌( P 凹r u g i n o s a ,P A ) B F 形成的微环境,建市体外B F 模型;将培养3d 的卒白标本分别在扫描电子显微镜( S E M ) 下及用F I T C C o n A 染 色后荧光显微镜下观察不含纳米银离子E V A 中B F 的形成情况;将生长0 5 、1 、2 、3 、5d 的B F 模捌行S Y T 0
3、9 P I 染色,激 光共聚焦扫描电镜( C L S M ) 下摄取不同层面的图像,然后采用I m a g eP r oP l u s 6 0 分析软件分析不同干预条件下B F 的细菌 的死亡率。结果运用S E M 及荧光显微镜的方法,在以不含纳米银离子E V A 塑料的细荫粘附载体上培养3d 的标本中 均观察到流线状的B F 形成;纳米银离子含量、作用时间对B F 的细菌死亡率均有明碌影响( F 值分别为8 4 6 2 ,8 5 6 7 ,P 0 0 5 ) ;纳米银离子含量不I 司的( 0 、0 0 5 、0 1 ) 材料I :的B F ,其第1 、2 、3 天 细菌死亡率均分别显著高于第
4、0 5 、5 灭的细菌死亡率( P 0 0 5 ) ;银离子含量不同( 0 、0 0 5 、0 1 ) 的材料上的 B F 第l 、2 、3 天细菌死亡率均分别显著高于第0 5 、5 天的细菌 死亡率( P 0 0 5 ) 。见表1 。 表1 不同作用时间下3 种材料B F 内的细菌死亡率比较 ( n = 2 5 ,z 5 ) 银离子含展0 5d Id2 d3d5 d 0 ( 空一对照) 4 1 6 3 4 2 0 b4 9 5 5 2 3 4 4 6 5 6 2 3 4 4 6 4 1 2 5 44 4 7 3 5 6 7 b 0 0 6 姒7 4 2 1 2 如6 3 9 3 6 9 7
5、a7 9 6 9 6 9 3 “ 5 8 1 7 0 6 a 4 7 8 9 1 3 9 a b 0 1 4 6 3 8 2 1 9 a b5 5 8 4 3 8 9 a 鼯5 3 1 鼹a5 3 3 4 4 8 9 a4 9 笠2 7 2 , , b a :P 0 0 5 。与空白对照比较;b :P 0 0 5 ,分别与1 、2 、3d 比较 3 讨论 P A 0 1 是我同医院和社区获得性感染及蕈症监护 病房感染的重要条件致病菌,该菌极易形成B F ,是研 究细菌生物被膜最好的模式菌株之一HJ 。现存实验 室体外研究B F 的方法主要有平板培养法、透明膜法 及连续培养法等。平板培养法为静态
6、的培养方法,不 能客观反应体内B F 形成的微环境,而透明膜法和连 续培养法虽然能较好的模拟体内B F 发展所需营养物 质、温度、时间等多种因素,但需要专门的连续培养装 置,实验要求高,限制了其广泛应用。本实验模型利用 恒温摇床能够提供恒温和摇动巾能够让锥形瓶中菌液 流动,摇床转动时,固定在菌液巾的标本上会形成湍 流,产生剪切力。L i u 等”1 研究发生剪切力是影响B F 形成及其结构的一个主要因素。T a k e n a k a 等旧1 运用 连续培养装置培养铜绿假单胞杆菌形成B F ,连续培养 A 、B :第2 天含0 1 纳米银离子的E V A 塑料标本的同一扫描面上的绿色通道和红色
7、通道的图像;C 、D :第5 天舍0 0 5 纳米银离子的E V A 塑 料标本的同一扫描面上的绿色通道和红色通道的图像 图3 激光共聚焦扫描电镜观察不同含量纳米银离子的E V A 塑料上培养不同时间的B F 内细菌存活情况 万方数据 第三军医大学学报第3 l 卷 后行C L S M 检测,观测到成流线状的B F 。本模型形成 的,通过多糖染色、S E M 、C L S M 检测到的B F 和T a k e n a k a 等 6 1 运用连续培养装置形成的B F 的形态、分布 及空间、结构都相似。多糖染色、S E M 、C L S M 的结果 都证实了粘附载体上有B F 的形成,证明了本实验
8、采 用的摇床法建立P A 0 1 的B F 体外模型是成功的。 C L S M 是一种检测B F 的重要方法,其能够在保证细菌 B F 结构完整的情况下,结合荧光标记技术,直接对一 定厚度B F 进行连续断层扫描,获取不同层面的精细 图像,经三维重建后获得完整B F 立体结构,实现了对 B F 内部结构客观准确的描述7 1 。因而本研究采用 C L S M 检测方式来观察B F 内的死菌和活菌的情况。 银离子具有广谱的杀菌功能,主要通过与细菌接 触反应,干扰肽聚糖的合成,阻碍细胞壁的形成,也能 破坏微生物电子传输系统、呼吸系统、物质传输系统, 导致细菌死亡。当菌体失去活性后,银离子又会从菌 体
9、中游离出来,重复进行杀菌活动,因此其抗菌效果持 久;另外银离子能激活水和空气中的氧,产生羟基自由 基( O H ) 及活性氧离子( 0 一) ,活性氧离子( 0 一) 能 在短时间内破坏细菌的增殖能力,致使细胞死亡【8J 。 随着现代科技的发展,产生了纳米级的银离子。纳米 粒子是指粒子直径在1 1 0 0a m 的粒子。也称为超微 粒子,具有独特的纳米晶体结构,有更大的接触面积, 释放出更多强有力的银基团,相对于普通银离子对细 菌有着更强的杀灭作用一J 。E V A 塑料中溢出的纳米 银离子从B F 的基底部进入B F 内,会通过整合硫氢 基、羧酸盐酯、酰胺、异吡唑、吲哚、氢氧基等电子基团 而
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