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中国组织工程研究 2014年第21期18卷 3322-3328页

作者：张巍张里程张立海魏军强唐佩福解放军总医院骨科北京市100853

背景:研究表明,材料表面亲、疏水性(即表面浸润性)是影响细菌黏附的重要原因。目的:探讨钛金属TiAl6Vi4表面超疏水改性后对金黄色葡萄球菌的抑菌作用。方法:将TiAl6Vi4板块经砂纸、酸溶液抛光和超声清洗后,随机分组:超疏水表面组采用电... 详细信息

背景:研究表明,材料表面亲、疏水性(即表面浸润性)是影响细菌黏附的重要原因。目的:探讨钛金属TiAl6Vi4表面超疏水改性后对金黄色葡萄球菌的抑菌作用。方法:将TiAl6Vi4板块经砂纸、酸溶液抛光和超声清洗后,随机分组:超疏水表面组采用电化学阳极氧化法在TiAl6Vi4表面制备TiO2纳米管薄膜,并通过氟硅烷自组装修饰;亲水表面组采用电化学阳极氧化法在TiAl6Vi4表面制备TiO2纳米管薄膜;疏水表面组对TiAl6Vi4表面行氟硅烷自组装修饰,分别测量3组表面的接触角。将3组样品浸泡于金黄色葡萄球菌菌液中2 h,观察样品表面细菌黏附和分布状态,以及浸泡过样品剩余菌液的A值。结果与结论:亲水表面组表面多数金葡菌彼此聚集、重叠,呈葡萄串形态;疏水表面组表面细菌有聚在一起的趋势,但没有彼此重叠、覆盖,只是单层排列,没有形成葡萄串表面;超疏水表面组表面细菌分散排布,一般只有两三个细菌在一起,不成串,不重叠。3组表面随着亲水性的降低细菌数量逐渐减少,以超疏水表面组为最少,而且细菌相互分离的也更加明显。超疏水表面组剩余菌液的A值明显高于亲水表面组和疏水表面组(P贴附。

关键词：生物材料骨生物材料钛金属TiAl6Vi4 细菌贴附超疏水钛金属感染

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生物污损过程中胞外聚合物条件膜的形成及其对生物膜的调控机制研究

生物污损过程中胞外聚合物条件膜的形成及其对生物膜的调控机制研...

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作者：吴松泽中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)

学位级别：硕士

生物污损是一个非常普遍的现象,在许多工业领域中都是全球性的难题。采取有效措施预防生物污损对于延长工程装备使用寿命,节约能源,减少排放,提升医疗安全和食品安全等具有重要意义。在生物污损防治方面,国内外研究人员进行了大量研究工... 详细信息

生物污损是一个非常普遍的现象,在许多工业领域中都是全球性的难题。采取有效措施预防生物污损对于延长工程装备使用寿命,节约能源,减少排放,提升医疗安全和食品安全等具有重要意义。在生物污损防治方面,国内外研究人员进行了大量研究工作,并构建了相应的防污方法。但由于生物污损过程的复杂性,构建一种具有普适性的防污体系仍然困难重重。因此,生物污损相关的机理研究是发展新型防污技术、构筑新型防污体系的基石。生物污损的最初阶段是有机分子在材料表面的吸附成膜,即条件膜,它对微生物的贴附和后续生物膜的形成具有十分显著的影响。本论文选取枯草芽孢杆菌的胞外聚合物(EPS)作为条件膜的来源,利用原子力显微镜观察不同浓度EPS条件膜在材料表面的吸附形貌,并定量表征EPS条件膜在材料表面的形成。实验结果显示EPS条件膜中的蛋白含量随着EPS溶液浓度的提高而增加,但并未表现出线性关系,这可能是材料表面形成的条件膜的不均匀性导致的。EPS在云母片表面形成了多孔的膜或交织的网状结构,具体取决于EPS溶液的浓度。为了研究枯草芽孢杆菌EPS条件膜对细菌初期贴附的影响,本论文采用扫描电镜,观察枯草芽孢杆菌和大肠杆菌在不同浓度EPS条件膜上的贴附和成膜情况;采用结晶紫染色法,定量表征枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的生物膜形成情况。实验结果显示,枯草芽孢杆菌的EPS条件膜促进了枯草芽孢杆菌的贴附、增殖和生物膜形成,且EPS溶液浓度越高,促进作用越明显,此外,EPS条件膜的存在抑制了芽孢的产生,影响了枯草芽孢杆菌的分化。另一方面,枯草芽孢杆菌EPS条件膜虽然没有减少大肠杆菌的贴附量,但会对大肠杆菌的团聚能力产生抑制作用,因此降低了大肠杆菌对外界不利环境因素的抗性。为了进一步探究上述实验现象的机理,本论文研究了枯草芽孢杆菌EPS的主要组成成分以及枯草芽孢杆菌在不同生长阶段分泌并释放到细胞外的小分子物质对细菌贴附的影响。实验结果表明,枯草芽孢杆菌EPS中的主要多糖成分γ-多聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)形成的条件膜对枯草芽孢杆菌的贴附和生物膜形成没有明显促进作用,也没有抑制芽孢的产生;γ-PGA条件膜也并未影响大肠杆菌的贴附和生物膜形成。枯草芽孢杆菌分泌的抗菌脂肽表面活性素形成的条件膜在局部显著促进了枯草芽孢杆菌细胞外基质的分泌,在枯草芽孢杆菌EPS条件膜促进其自身的贴附和团聚的过程中起到了一定作用;表面活性素条件膜减小了大肠杆菌细菌团块的面积,抑制了大肠杆菌生物膜形成。表面活性素在枯草芽孢杆菌EPS条件膜抑制大肠杆菌团聚的过程中起到了主要作用。本论文探讨了EPS条件膜影响细菌贴附的可能机制,为构建新型生物防污方法提供了新的思路和基础实验数据。

关键词：生物污损胞外聚合物条件膜细菌贴附生物膜

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