生物膜去除方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从表面去除干燥表面生物膜的方法。该方法包括：(i)将粉末基组合物溶解于水中，其中，该粉末基组合物包括：a)过氧化氢源，b)乙酰基供体，c)酸化剂，和d)润湿剂；(ii)使溶液产生生物杀灭有效浓度的过氧乙酸；(iii)使被干燥表面生物膜污染的表面与过氧乙酸溶液接触一段时间；以及(iv)去除溶液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物膜去除方法
本申请要求于2017年11月16日提交的美国临时申请第62/587,112号的优先权，并且是2016年5月10日提交的美国专利申请号15/035,633(2014年11月11日提交的PCT/AU2014/001039的国家阶段申请)的部分接续案，上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。本专利技术涉及一种用于从表面去除干燥表面生物膜的方法。
技术介绍
一般来说，生物膜由附着到表面上并包裹在其自身合成的水合聚合物基质中的微生物组成。基质由多糖、蛋白质和核酸组成，其中多糖、蛋白质和核酸统称为“胞外聚合物”(EPS)。EPS基质使生物膜中的细胞粘附在一起，是形成复杂的三维附着群落的关键要素。整个生物膜中散布着水通道，用于交换养分、代谢产物和废弃产物。几乎在任何有水的地方都会形成生物膜。这些场所包含地上和地下、矿物和金属(包含医疗植入材料)上、以及有机表面(诸如，植物和体组织)上的无机天然材料和无机人造材料。生物膜生长表面可以作为能源、有机碳源，或者仅作为支撑材料。生物膜环境的一个共同特征是其会周期性或持续性地充满水分。一个常见示例是生物膜牙菌斑，这是牙齿表面形成的粘滑的细菌堆积层。类似地，经常在河流和溪流的岩石上发现的粘滑层也是由生物膜形成。在所有的人类微生物感染中，生物膜是导致其中大部分的原因所在。医院(院内)感染是美国第四大死亡原因，其中每年发生200万例(约占美国住院患者的10％)，导致每年增加的医疗费用超过50亿美元。大约60-70％的医院感染与某种类型的植入式医疗器械有关。据估计，仅在美国，每年就使用超过500万种医疗器械或植入物。在大多数(如果不是全部)此类器械上均已观察到微生物感染，包含：人工心脏瓣膜、整形外科植入物、血管内导管、人造心脏、左心室辅助设备、心脏起搏器、血管假体、脑脊液分流器、导尿管、眼内假体和隐形眼镜、以及宫内避孕器。直到最近，人们才普遍认识到生物膜需要湿润或潮湿的环境才能产生。通常认为干燥的表面不会形成细菌生物膜。然而，Vickery等人(参考文献1)的一项研究表明，在通常干燥的表面上也可以发现生物膜。这些生物膜被发现含有多种细菌，包括假单胞菌(Pseudomonasspp.)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、粪肠球菌(Enterococcusfaecium)等。在这项研究中，Vickery首先在一间医院退役的重症监护室(ICU)中用中性清洁剂进行最终消毒，接着用500ppm氯进行消毒，然后进行破坏性取样。消毒后，以无菌的方式将设备和家具从患者区域和共同使用区域中取出。然后根据所采样的材料，使用无菌手套、镊子、钳子、剪刀或手术刀刀片对取出的物品进行破坏性采样。在每种样品之间更换手套和仪器。然后将样品放入无菌容器中，运送到实验室。诸如无菌供应试剂盒之类的小物品被原封不动地运送到实验室；诸如床垫和门之类的较大物品则取出部分，放入无菌容器中。运送到实验室后，使用无菌技术将这些较大物品进一步切成小块。通过扫描电子显微镜(SEM)对样品进行检查。在检查的6个样品中，在5个上发现了生物膜。4个样品中主要是球菌样细菌包裹在大量EPS中，帘子中的样品明显带有“串状”脱水EPS。在6个样品中，有4个样品的细菌在马血琼脂平板上生长，这表明存在可培养微生物。从软百叶帘的拉绳和帘子中取出的样品经SEM处理显示生物膜呈阳性，也滋生了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。在干燥条件下存放12个月后，对这些样品重新进行检查，结果显示仍然存在活菌(参考文献2)。其中多数样品仍表明存在耐药菌，诸如MRSA、耐万古霉素肠球菌(VRE)、产生超广谱β内酰胺酶(ESBL)的微生物等。在Whiteley等人(参考文献3)在一项研究中进一步提供了这样的事实，即医院环境中存在这些干燥表面生物膜，这表明这些生物膜可以充当这些耐药生物的储库，因此在普遍存在的院内感染中起着一定的作用。在Whiteley等人的研究中，使用ATP擦取确定潜在干燥表面生物膜的位置，并通过微生物培养确定耐药菌的存在。在一项尚未发表的进一步的研究中，能够证明在ICU环境中干燥表面生物膜中发现的微生物与从感染了多重耐药菌(MRO)的患者中分离出的分离株密切相关。根据假设(参见参考文献1)，在发生表面凝结的地方会形成干燥表面生物膜，从而产生水薄膜；或者ICU中相对湿度足够高的地方，会在ICU表面形成生物膜。一旦形成，EPS将保护细菌免于干燥，使其更难去除。根据进一步的假设，即使是强效清洁，多重耐药菌也会以生物膜的形式继续存在于环境中。尽管清洁剂能够良好地去除患者的污垢和浮游细菌，但对生物膜的去除效果却较差，导致目前的清洁方案效率低下。在环境高接触表面上形成干燥表面生物膜的另一个潜在途径可能是，各种体液(汗液、唾液、血液)产生的蛋白质溶液沉积到环境表面上，导致形成机会性生物膜的微生物进行早期定植。重复接触高接触表面可以间歇地为干燥表面生物膜提供营养。在发现干燥表面生物膜(DSBF)之后，Almatroudi等人开发了实验室模型(参考文献4；并入本文作为参考)。根据ASTME2562(参见参考文献5)中所述标准方法，通常在CDC生物膜反应器中生长正常的潮湿表面生物膜。Almatroudi修改了ASTME2562中用于产生干燥表面生物膜的方法，其中在样品样片暴露于生长培养基之间延长脱水时间。通过这种方式，Almatroudi的方法尝试复制被认为是干燥表面生物膜生长的条件，即，将表面暴露于偶然性水性营养(清洁化学品、生物流体等)，然后进行长时间的干燥。检查模型的干燥表面生物膜，将其与从干燥环境表面回收的那些干燥表面生物膜进行比较，结果表明二者具有相似的形态和组成。还发现两种模型和环境干燥表面生物膜均与常规潮湿表面生物膜不同。首先，虽然常规生物膜EPS(即在正常潮湿环境中发现的EPS)往往主要由多糖形成，但干燥表面生物膜(DSBF)的EPS的明显更加富含蛋白质。其次，虽然众所周知，常规潮湿表面生物膜为生物膜内埋细菌形成了非常好的保护环境，可以保护内埋细菌免受杀菌剂(诸如消毒剂、抗菌药物等)的影响，但干燥表面生物膜似乎明显更具保护性。例如，Almatroudi等人还证明，干燥表面膜中的生物对氯处理的耐受性显然更高。金黄色葡萄球菌干燥表面生物膜在暴露于含有20,000ppm有效氯的次氯酸钠溶液后，仍显示存活(参考文献6)。类似地，也已证明，对干燥表面生物膜进行干热处理(最高达121℃，持续20分钟)后，对干燥表面生物膜中内埋细菌产生了极小的影响，细菌数仅减少了2log10，而浮游培养物和水合生物膜的细菌数分别减少了8log10和7log10。进一步表明，在121℃高压灭菌长达30分钟后，可以回收到活菌(参考文献7)。在最近尚未发表的对金黄色葡萄球菌形成的各种形式生物膜的蛋白质组学研究中，观察到与浮游菌相比，形成不同生物膜时上调的蛋白质存在显著差异(参见表1和图4)。各种形式的生物膜之间蛋白质组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从表面去除干燥表面生物膜的方法，所述方法包括：/n(i)将粉末基组合物溶解于水中，该粉末基组合物包括：/na)过氧化氢源/nb)乙酰基供体/nc)酸化剂，和/nd)润湿剂/n(ii)使溶液产生生物杀灭有效浓度的过氧乙酸；/n(iii)使被干燥表面生物膜污染的表面与过氧乙酸溶液接触一段时间；以及/n(iv)去除所述溶液。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171116 US 62/587,1121.一种用于从表面去除干燥表面生物膜的方法，所述方法包括：
(i)将粉末基组合物溶解于水中，该粉末基组合物包括：
a)过氧化氢源
b)乙酰基供体
c)酸化剂，和
d)润湿剂
(ii)使溶液产生生物杀灭有效浓度的过氧乙酸；
(iii)使被干燥表面生物膜污染的表面与过氧乙酸溶液接触一段时间；以及
(iv)去除所述溶液。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉末基组合物另外包括一种或多种选自多价螯合剂、缓冲剂、流动改性剂、着色剂和香料的成分。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过冲洗或擦拭去除所述溶液。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢源选自过硼酸钠、过碳酸钠、过氧化脲、聚维酮-过氧化氢、过氧化钙、过氧化氢溶液及其组合。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙酰基供体选自四乙酰基乙二胺(TAED)、N-乙酰基己内酰胺、N-乙酰基琥珀酰亚胺、N-乙酰基邻苯二甲酰亚胺、N-乙酰基马来酰亚胺、五乙酰基葡萄糖、八乙酰基蔗糖、乙酰基水杨酸、四乙酰基甘油及其组合。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸化剂选自柠檬酸、柠檬酸一钠、柠檬酸二钠、酒石酸、酒石酸一钠、氨基磺酸、硫酸氢钠、磷酸一钠、草酸、苯甲酸、苯磺酸、甲苯磺酸及其组合。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润湿剂选自十二烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、普朗尼克PE6800、Hyamine1620等及其组合。


8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·O·格拉斯贝，G·S·怀特利，
申请(专利权)人：怀特利集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU