生物膜:可以通過內建抗菌劑預防嗎?

妙抗保技術團隊探索生物膜以及內建抗菌產品保護如何對生物膜產生影響。

什麼是微生物?

由於物體表面長時間暴露於所處的環境中,因此它們容易成為微生物附著並繁殖的目標。微生物是以單細胞,多細胞或細胞簇形式存在的微觀生物。從字面上看,“微”一詞意味著很小,而“生物”一詞則是一種生命型態。通常在表面上發現的微生物主要可分為:細菌,真菌和藻類。

微生物無處不在。 對於細菌而言,由於細胞簡單且易於繁殖,因此其數量在表面上可以迅速增加。一些細菌和真菌是有益的微生物,因為它們有助於保持環境中的營養平衡,並支持食品生產,例如在釀酒,釀造奶酪,酸奶和麵包時進行發酵。然而,某些微生物可能具有破壞性,例如引起疾病,污染,異味或導致產品退化。

微生物如何附著在表面上?

由於微生物在自然界中分佈廣泛,因此它們很可能會遇到各種裸露的表面。其中包括有生命的(例如在動植物上:皮膚,水果,蔬菜)和無生命的表面(紡織品,塑料,金屬,木材,塗層)。

雖然微生物不會總是附著在接觸到的表面上,但是,如果滿足某些化學和物理條件,微生物就會附著並開始繁殖。微生物的附著可能在5到30秒內發生,並分兩個階段:可逆附著,然後發生不可逆粘附。 最初的可逆附著力很弱,通過施加輕微的力道即可輕鬆去除微生物。

支持微生物在表面上附著,存活和生長以及最終不可逆粘附的因素包括微生物細胞表面的特徵,表面的化學和物理性質,環境因素(溫度,濕度,養分)和時間。

有些化學物質和物理結構會使微生物附著在表面上。 例如,細菌糖酵素和菌毛。糖萼是在細胞內部產生並被推到細胞表面的膠狀,粘性,含糖物質。在某些細菌中,糖萼在細菌細胞的表面上形成一個厚的固定層,稱為莢膜。 疏鬆黏附於細胞表面,邊界不明顯且易被洗脫的稱為黏液層。莢膜和粘液層可保護細菌細胞免於乾燥,並提高細菌細胞附著於表面的能力。

菌毛是桿狀的,具有粘性,猪鬃狀的延伸物,由細菌內部的蛋白質構建而成,並被推出以使細菌彼此粘附及黏附在環境中的表面上。 每個細菌細胞的表面可能都有數百個菌毛。

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什麼是生物膜?

當微生物不可逆地附著在表面上時,它們就會生長並形成生物膜。生物膜是一種微生物群落,被包埋在凝膠狀物質中並固定在表面。一般來說,生物膜與潮濕的表面有關。表面上的水分(例如水,血液)為微生物的附著和生長提供了理想的環境。

生物膜在表面上的形成

通常認為生物膜的形成發生在四個主要階段:

  • 初始附著:漂浮的微生物附著在表面上。微生物可以附著在各種表面上(例如,從木材,金屬和塑料)。
  • 菌落形成:隨著生物膜的生長和發育,微生物繁殖並產生糖基分子,這些糖基分子被迫排出細胞外,形成基質,該基質是細胞周圍的凝膠狀物質。
  • 成熟:吸引其他細胞並產生類似凝膠的物質以支持附著。細胞外凝膠產生和生物膜增厚。
  • 分離:也稱為分散。 生物膜釋放細胞並將其分散到環境中以定居在新的區域。

生物膜是高度組織化的三維結構,可以包括一種或多種微生物,它們可以一起生長以保護免受環境壓力(例如變乾,化學物質)和獲取營養。 凝膠狀物質包含許多營養物質,例如復合糖,蛋白質和核酸。生物膜的一個常見例子是牙菌斑,一種在牙齒表面形成的粘菌。

抗菌處理表面上的生物膜

與未經處理的表面一樣,經過抗菌處理的表面也暴露在外,並可能被環境中的微生物污染。 但是,當將抗菌劑摻入處理過的表面時,它們會產生不合適的條件,從而降低微生物附著,存活和生長的可能性。當微生物試圖附著並從環境表面吸收營養物時,它們也同時吸收到內建於產品的抗菌劑。 被吸收的抗菌劑將有機會中斷微生物的新陳代謝,並阻止其附著,存活和生長。

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結論

妙抗保®抗菌技術不會阻止生物膜的形成。但是,它將通過延遲微生物的附著,存活和生長來保護經處理過的表面免受微生物侵害而導致的產品退化。 這意味著,如果將經處理過產品表面上的土壤和污垢擦拭掉,其表面仍將比未經處理過的表面清潔。

雖然採用抗菌技術不能替代常規的清潔和衛生習慣,但它們將在產品兩次清潔之間持續發揮作用,以幫助暴露於環境中的表面上微生物種群減少。最終,如果微生物能夠在經過抗菌處理的表面上持久存在並形成生物膜,則生物膜對產品的影響將被延遲並降低。

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妙抗保®與眾多領先的建築材料製造商合作,幫助保護其產品免受生物膜的侵害。