ชุมชนแบคทีเรียที่เรียกว่าแผ่นชีวะสามารถอุดตันอุปกรณ์การแพทย์ได้อย่างรวดเร็วเช่นขดลวดท่อสวนและเครื่องกรองน้ำโดยสร้างลำแสง 3 มิติที่กั้นการไหล การค้นพบนี้จะแจ้งแนวทางในอนาคตเพื่อป้องกันแผ่นชีวะอาจทำให้เกิดการอุดตันที่ร้ายแรง
แบคทีเรียที่ไหลผ่านท่อก่อตัวเป็นแผ่นชีวะสีเขียวบนผนัง แบคทีเรียติดแท็กสีแดงที่ไหลผ่านห้องหลังจากนั้นถูกจับในเมทริกซ์เหนียวทำให้เกิดลำแสงที่อุดตันช่อง แหล่งที่มาของภาพ: Knut Drescher
แผ่นชีวะนั้นมีความซับซ้อนชุมชนหลายชั้นของแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่น ๆ พวกเขาสามารถก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวทางชีวภาพเช่นฟันหรือบนอุปกรณ์ทางการแพทย์เช่นสายสวนและขดลวดภายในร่างกาย แบคทีเรียในแผ่นชีวะนั้นทนต่อยาปฏิชีวนะและอาจทำให้เกิดการติดเชื้อที่รุนแรง
ทีมวิจัยที่นำโดย Drs ฮาวเวิร์ดเอหินและบอนนี่ Bassler ลิตรมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันออกไปทำความเข้าใจลักษณะของแผ่นชีวะ P. ซึ่งก่อให้เกิดแผ่นชีวะในดินแม่น้ำและสิ่งปฏิกูลรวมถึงอุปกรณ์การแพทย์ แทนที่จะใช้จาน Petri มาตรฐานหรือขวดเพื่อการวิจัยกลุ่มได้พัฒนาระบบการไหลแบบพิเศษที่เลียนแบบสภาพชีวิตจริง พวกเขาติดป้ายแบคทีเรียด้วยแท็กสีเขียวและสังเกตพวกมันภายใต้กล้องจุลทรรศน์เมื่อพวกเขาไหลผ่านท่อแคบที่มีโค้งหลายอัน งานดังกล่าวได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยสถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์ทั่วไปแห่งชาติของ NIH (NIGMS)
แบคทีเรียจะเติบโตและสะสมอย่างรวดเร็วโดยสร้างแผ่นฟิล์มชีวภาพบนผนังของหลอดภายในเวลาประมาณ 40 ชั่วโมง อย่างไรก็ตามการสะสมของแผ่นชีวะนี้ไม่ได้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อการไหลผ่านท่อ
แบคทีเรียในแผ่นชีวะเชื่อมต่อกันโดยเมทริกซ์ของสารประกอบที่พวกเขาสร้างขึ้นเรียกว่าสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ นักวิจัยพบว่าแบคทีเรียบนผนังท่อหลั่งเมทริกซ์โมเลกุลนี้สร้างตาข่ายตาข่ายในหลอด
นักวิจัยระบุว่ามีกลุ่มแบคทีเรียอีกกลุ่มหนึ่งที่มีแท็กสีแดงและตรวจสอบพวกมันขณะที่พวกเขาไหลผ่านท่อเดียวกัน แบคทีเรียเหล่านี้ติดอยู่ในตาข่ายตาข่ายและก่อตัวเป็นลำแสง 3-D ลำแสงเชื่อมช่องว่างระหว่างการโค้งในท่ออุดตันในเวลาเพียง 30 นาที
นักวิจัยพบว่าเชื้อแบคทีเรียที่สามารถสร้างสายรุ้งในดินเทียมและในตาข่ายคล้ายกับที่พบในเครื่องกรองน้ำ ริ้วไบโอฟิล์มยังเกิดขึ้นบนขดลวดโลหะเปลือยภายในไม่กี่ชั่วโมง 12 ทอดช่องว่างในตาข่ายลวด ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าริ้วไบโอฟิล์มอยู่ทั่วไปในธรรมชาติและสามารถป้องกันการไหลในความหลากหลายของการตั้งค่าการอุตสาหกรรมและการแพทย์
สำหรับฉันความประหลาดใจก็คือความรวดเร็วของการไหลของแผ่นฟิล์มชีวภาพทำให้การอุดตันสมบูรณ์” Stone กล่าว ไม่ได้เตือนว่ามีสิ่งเลวร้ายเกิดขึ้น
นักวิจัยยังได้ผ่านการทดสอบหลายยีนที่ถูกผูกติดอยู่กับไบโอฟิล์มก่อตัวในการศึกษาที่ผ่านมา เมื่อลบเพียงส่วนย่อยของยีนที่ได้รับผลกระทบการสร้างไบโอฟิล์มภายใต้เงื่อนไขการไหล ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการใช้เงื่อนไขในชีวิตจริงในการทดสอบวิธีการในการป้องกันและรักษาแผ่นชีวะ
