一种生物膜抑制和清除方法技术

本发明专利技术公开了一种用于生物膜抑制和清除的方法，属于杀菌领域。所述方法采用空化效应实现生物膜的抑制和清除，具体在于提供一种微泡悬液，其包含微泡、抗菌剂和溶剂，将微泡悬液和生长在基底表面的生物膜接触，使微泡悬液完全覆盖生物膜，然后对微泡悬液和生物膜施加空化技术处理，以对所述基底表面的生物膜进行抑制和清除。本发明专利技术为微泡在生物膜抑制和清除中的应用，特别是对狭窄空间生物膜的去除提供了实验基础，为制备高效、安全的生物膜清除制剂提供了理论依据。

A method of biofilm inhibition and removal

The invention discloses a method for inhibiting and clearing biofilm, belonging to the field of sterilization. The method adopts the cavitation effect to realize the inhibition and removal of the biofilm, in particular to provide a microbubble suspension, which comprises microbubbles, antibacterial agents and solvents, contacts the microbubble suspension with the biofilm growing on the substrate surface, so that the microbubble suspension completely covers the biofilm, and then applies the cavitation technology to the microbubble suspension and the biofilm to suppress the biofilm on the substrate surface Control and removal. The invention provides an experimental basis for the application of microbubbles in biofilm inhibition and removal, especially for the removal of biofilm in narrow space, and provides a theoretical basis for the preparation of efficient and safe biofilm removal preparations.

【技术实现步骤摘要】
一种生物膜抑制和清除方法
本专利技术属于物理杀菌领域，具体涉及一种关于生物膜抑制和清除的方法。
技术介绍
生物膜是指黏附在基底表面的具有特殊结构、有组织的细菌群体，它可以在表面分泌多糖基质、脂质蛋白等形成有层次、有序列的胞外聚合物(extracellularpolymericsubstance，EPS)从而起到保护生物膜的作用。在实际生活中，很多基底(活体组织、医疗器械、工程材料)中都会产生生物膜，严重威胁人们的健康。研究表明所有医学感染中约80％来自病原体的生物膜，而它也是造成细菌感染后产生耐药性的重要原因。生物膜和游离菌有着显著不同的特点，例如形态结构、致病性、毒性、敏感性等。尤其值得指出的是，生物膜表面有一层致密的胞外聚合物对被膜菌形成有效的保护。在这种情况下，目前常用的抗生素或者消毒剂处理往往只能杀灭生物膜表面那些游离的细菌，而不能充分渗透到生物膜的深处产生治疗效果。实际上，与游离菌相比较，生物膜的耐药程度可高达1000倍，由于胞外聚合物的存在，能够更好地逃逸机体免疫系统以及抗生素产生的杀伤。除此之外，对于狭窄空间产生的生物膜，常规的物理手段和化学手段处理(化学冲洗，超声荡洗)也不能产生有效的治疗效果，治疗起来也更加有挑战。因此，生物膜感染的治疗已经成为临床上最棘手的问题，随着细菌耐药性的不断增加，治疗失败的风险持续增大。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种安全有效的生物膜去除和抑制的方法。本专利技术解决的技术问题是：采用物理手段来降低由于生物膜细胞外基质导致的细菌耐药性，从而有效地实现生物膜地抑制和清除。为达到上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：1)提供一种微泡悬液，其包含微泡、抗菌剂和溶剂；2)将微泡悬液和生长在基底表面的生物膜接触，使微泡悬液完全覆盖生物膜；3)对微泡悬液和生物膜施加空化技术处理，以对所述基底表面的生物膜进行抑制和清除。其中，所述超声处理的频率为20kHz～2000kHz，所述超声的机械指数为0.2～2，处理的时间为0.1～5min。本专利技术公开的生物膜抑制和清除方法的有益效果是：采用空化效应这种物理技术实现生物膜的抑制和清除，不容易受到细胞外基质的影响，也不易产生耐药性；除此之外，本专利技术采用微泡的空化效应来实现物理能量的传递，能够高效破坏狭窄空间生物膜的细胞外基质，有利于抗菌药物进入生物膜内部，产生有效的生物膜抑制和清除效果。附图说明图1为实施例1中牙根管表面生物膜处理示意图，其中1-被生物膜感染的牙齿，2-磷脂微泡悬液，3-根管超声治疗仪，4-牙根管内的生物膜，5-磷脂微泡。图2为实施例1中牙根管表面生物膜处理的实验结果图具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围实施例一本专利技术提供一种磷脂微泡悬液，微泡的粒径为2.4±0.5um。微泡内包气体的成分是全氟丙烷；微泡悬液的溶剂为生理盐水；抗菌剂为万古霉素。所述牙根管生物膜的抑制和清除方法如下：1)在被生物膜感染的牙齿1的牙根管中注入生理盐水(对照组)和磷脂微泡悬液，微泡的浓度为1*107/ml，5*107/ml，1*108/ml，利用注射器反复吹打20下，保证磷脂微泡均匀分布在牙根管中。2)将根管超声治疗仪3放入牙根管中3)施加超声处理，设置超声频率为42kHz，超声时间为1min。4)然后使用生理盐水冲洗牙根管三次，将微泡膜材碎片和生物膜冲洗干净，即可实现生物膜的抑制和清除。图1为上述超声处理牙根管生物膜的示意图，如图所示，在牙髓引导针的刺激下，可以诱导微泡产生空化效应。由于微泡具备微米级的尺寸，因此它可以随着液体流动到达牙根管生物膜的旁边，微泡产生的空化效应会以物理的方式破坏生物膜表面的细胞外基质，并杀死一部分的细菌；除此之外，溶液中的抗菌剂万古霉素也可以进入已经被破坏细胞外基质的生物膜内部，杀死胞内菌，最终实现牙根管生物膜的抑制和清除。实验结果如图2所示，从图中可以看出，和对照组相比，磷脂微泡组显示出优异的生物膜抑制效果，且随着磷脂微泡浓度的提升，生物膜抑制效果增强，这也佐证了对生物膜抑制和清除的治疗效果是通过磷脂微泡的空化效应实现的。实施例二本专利技术提供一种表面活性剂微泡悬液，微泡的粒径为1.8±0.4um。微泡内包气体为空气。微泡悬液的溶剂为生理盐水；抗菌剂为质量分数为3％的过氧化氢。所述医疗器械表面生物膜的抑制和清除方法如下：1)将医疗器械(手术钳)放置在托槽内，然后在托槽内注入表面活性剂微泡悬液，使微泡悬液完全没过医疗器械，最终保证微泡的终浓度为1*106/ml，然后搅拌2min，保证微泡与医疗器械的充分接触。2)将托槽放入超声清洗机处理10min。3)然后使用蒸馏水冲洗医疗器械3次，将微泡膜材碎片和生物膜冲洗干净，即可实现生物膜的抑制和清除。在超声处理医疗器械表面生物膜的实验中，在超声清洗机的作用下，可以诱导托槽内的微泡产生空化效应。由于微泡具备微米级的尺寸，因此它可以进入医疗器械的狭窄部位。之后微泡产生的空化效应会以物理的方式破坏生物膜表面的细胞外基质，并杀死一部分的细菌；除此之外，溶液中的抗菌剂过氧化氢也可以进入已经被破坏细胞外基质的生物膜内部，杀死胞内菌，最终实现医疗器械表面生物膜的抑制和清除。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物膜抑制和清除的方法，其特征在于，采用空化效应实现生物膜的抑制和清除，所述方法包括以下步骤：/n1)提供一种微泡悬液，其包含微泡、抗菌剂和溶剂；/n2)将微泡悬液和生长在基底表面的生物膜接触，使微泡悬液完全覆盖生物膜；/n3)对微泡悬液和生物膜施加超声空化技术处理，以对所述基底表面的生物膜进行抑制和清除。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物膜抑制和清除的方法，其特征在于，采用空化效应实现生物膜的抑制和清除，所述方法包括以下步骤：
1)提供一种微泡悬液，其包含微泡、抗菌剂和溶剂；
2)将微泡悬液和生长在基底表面的生物膜接触，使微泡悬液完全覆盖生物膜；
3)对微泡悬液和生物膜施加超声空化技术处理，以对所述基底表面的生物膜进行抑制和清除。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微泡为粒径在1～20μm的核壳结构，内部为气体，外部为包膜材料。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微泡的包膜材料为磷脂、蛋白质、表面活性剂的一种或几...

【专利技术属性】
技术研发人员：董飞宏，李应龙，党杰，潘洁，张珏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11