生物膜理论与实践

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1、生物膜理论与实践黄靖雄1手术部位细菌来源*手术人员35%空气5%口、鼻、手手术器械10%病人皮肤50%*:ChristopherT.Drake,Ann.Surgery1977.2骨科手术最关键的是防止感染髋关节置换术：如感染，死亡率50%生物膜形成3SSI感染的过程细菌污染种植细菌负荷增加感染所有接触伤口周围皮肤的物品无薄膜/薄膜起边手术薄膜细菌繁殖皮肤准备异体植入物关节置换支架等细菌在植入物上形成生物膜细菌移行条件病人危险因素血液MRSA/MRSE菌落植入物无植入物刺激手术手术糖尿病薄膜回缩肿瘤免疫力低下高龄创伤引起感染

2、的细引起感染的细菌肥胖菌=100/g=1,000,000/g4手术史改变的感染限定值伤口：无颗粒=10,000,000引起感染伤口：有颗粒=100引起感染伤口：无颗粒+1,000金葡菌：1/10感染伤口：2mg无菌颗粒+1,000金葡菌：9/10感染5切口深部组织的SSI感染发生在手术后:30天以内（无植入物）或1年以内（有植入物）感染与外科手术有关6很多手术使用植入物7内镜感染控制生物膜形成是软式内镜感染的重要原因美国软式内镜规范8软式内镜与生物膜细菌形成生物膜的能力是内镜相关性感染病因中的一个重要因素在内镜消毒中

3、，目的在于减少生物膜形成与存在的策略占有重要的位置因为已经发现生物膜粘附于内镜内腔中，这个发现强调了彻底人工清洗的重要性美国APIC软式内镜规范9植入物与生物膜关系植入物，大大增加感染发生活细菌，容易附着于植入物抗菌素和人体免疫系统无法到达植入物表面植入物上少量细菌不易杀灭，逐渐形成生物膜一旦生物膜形成，需2000多倍抗菌素用量杀灭细菌通常只能去除植入物，无其它有效治疗方法死亡率高：5-60%10器械上生物膜影响清洗过程，很难清洗彻底，尤其是软式内镜腐蚀器械，影响器械功能影响消毒灭菌因子的穿透，导致消

4、毒灭菌失败降低化学灭菌剂的活性持续性释放微生物污染，导致病人感染1112生物膜定义生物膜（或叫生物被膜）BactericalBiofilm-BF:集聚的细菌和细胞外物质，紧紧地粘附在表面并不容易被去除一些微生物，在水中或水溶液或体内（如：血流）生长时，有能力粘附表面，然后包埋在多聚糖基质中。基质含细胞，活和死的微生物和多聚糖，阻止抗菌剂如灭菌剂、消毒剂和抗菌素到达微生物AAMIST79（Donlan,2002)13生物膜多数细菌是附着在有生命或无生命物体表面首次发现于溪流在温湿度、营养合适的任何表面99%的细

5、菌生活在生物膜内1978Costerton等首先提出了BF理论BF是细菌在物体表面形成的高度组织化的多细胞结构同一菌株的BF细菌和浮游生长细菌具有不同的特性对抗生素和免疫防御机制的抗性很强，导致严重的临床问题20世纪70年代末，作为独立学科发展1990年，蒙大拿州立大学建立了世界上第一个生物膜工程中心目前国内外越来越重视14生活中的生物膜生物膜在生活中无处不在花瓶内部的粘液城市输水管路航海牙科器械与管路快餐店的制冰机饮水机水管系统牙菌斑牙科器械隐形眼镜…隐形眼镜15生物膜结构特点细菌:致病、

6、异物水份含量：97%分泌的胞外多聚物包括：-胞外多糖(典型特征)extracellularpolysaccharide,EPS-糖蛋白EPS在细菌形成生物膜结构、免疫逃避和毒力发挥中起重要作用吸附：营养物质，代谢产物，细菌裂解产物含有：蛋白质、多糖、DNA、RNA、肽聚糖、脂和磷脂等16生物膜结构Marchabas等人成熟生物膜从外到内：•生物膜层•连接层•条件层•基质层细菌被大量的胞外多糖包绕形成微菌落，各个微菌落之间充满水通道，是细菌获取营养和排除代谢废物的通道17细菌生物膜的观察－扫描电子显微镜18细菌生物

7、膜的观察－激光共聚显微镜技术19生物膜形成1.细菌粘附：形成BF第一步-在鞭毛作用下移行至异物（如医疗设备、机械瓣膜、内置导管）或死亡组织（如坏死骨片）表面-在菌毛作用下粘附固着2.BF发展规律：-生长和繁殖-分泌大量EPS（胞外多糖）-EPS可粘结单个细菌形成细菌团块，既微菌落-大量微菌落使BF加厚-细胞启动胞间信号系统，产生胞间信号20生物膜形成3.BF的成熟：-结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成-菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料、酶、代谢产物和排出废物，形成原始的循环系统-因菌种、营养、附着表面和环境条件不同，

8、形成疏松或致密以及厚薄不等的BF结构-动态过程-由纯菌种形成，也可由多菌种组成-释放游离细菌，游离细菌粘附，形成新的循环系统21生物膜的形成细菌的可逆吸附；细菌的不可逆吸附；细菌的生长和分裂；胞外聚合物产生；其他生物附着；22生物膜与疾病关系细菌可在人体组织如牙齿、牙龈、皮肤、肺、尿道及其它