ท่อระบายน้ำ

แบคทีเรียล้อมรอบตัวเองด้วยเปลือกของสารเคมีที่ผลิตขึ้นเอง (พอลิเมอร์) เพื่อป้องกันตัวเองจากอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม การรวมกันของแบคทีเรียและเมือกที่ผลิตขึ้นเรียกว่าฟิล์มชีวภาพ จุลินทรีย์ที่สร้างแผ่นชีวะบนพื้นผิวได้พัฒนากลยุทธ์ที่ชาญฉลาดเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำไหลชะล้างพวกมันออกไป สิ่งนี้สามารถก่อให้เกิดปัญหาใหญ่ไม่เฉพาะในท่อระบายน้ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงรากฟันเทียมและ ท่อ ทางการแพทย์ด้วย ศาสตราจารย์ Oliver Lieleg ศาสตราจารย์ด้านชีวกลศาสตร์และกลุ่มวิจัยของเขา "Biological Hydrogels" ที่ Munich School of BioEngineering กำลังตรวจสอบหลักการทางกายภาพที่ทำให้ฟิล์มชีวภาพของแบคทีเรียมีความเหนียวมาก ในการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสารNPJ Biofilms and Microbiomesพวกเขาวัดพื้นผิวของฟิล์มชีวภาพได้อย่างแม่นยำโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบสะท้อนแสงแบบคอนโฟคอล ปริมาณสารอาหารกำหนดพื้นผิวของฟิล์มชีวภาพ Oliver Lieleg กล่าวว่า "สิ่งแรกที่เราตระหนักคือ ไม่ใช่ว่าฟิล์มชีวภาพทั้งหมดจะเหมือนกัน แม้ว่าพวกมันจะผลิตโดยแบคทีเรียชนิดเดียวกันก็ตาม" Oliver Lieleg กล่าว นักวิจัยพบว่าแบคทีเรียในดินBacillus subtilisสามารถสร้างฟิล์มชีวภาพที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันมาก ในบางกรณี หยดน้ำจะกระจายไปทั่วพื้นผิวแทบจะในทันที ในกรณีอื่นๆ มันจะกลิ้งออกจากพื้นผิวหรือเกาะติดกับพื้นผิวในรูปของเม็ดทรงกลม แม้ว่าพื้นผิวจะเอียงในแนวตั้งก็ตาม ทีมงานได้แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ใช้กลอุบายจากพืชโลก ได้แก่ พฤติกรรมไม่ซับน้ำของใบบัวและดอกกุหลาบ Lieleg และทีมของเขาค้นพบว่าโครงสร้างพื้นผิวของฟิล์มแบคทีเรียนั้นคล้ายคลึงกับของใบพืชเป็นอย่างมาก เช่นเดียวกับใบไม้ ไบโอฟิล์มยังมีโครงสร้างที่หยาบทั้งในระดับไมโครเมตรและนาโนเมตร ทำให้ทนต่อการเปียกน้ำได้ อย่างไรก็ตาม ใบพืชและไบโอฟิล์มมีความแตกต่างกันในแง่นี้: เมื่อมีผลบัว ฟองอากาศขนาดเล็กจะติดอยู่ระหว่างหยดน้ำและพื้นผิวของใบ ในขณะที่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นในผลกลีบกุหลาบ นั่นคือเหตุที่หยดน้ำกลิ้งออกจากใบบัวแต่ติดกลีบกุหลาบ ฟิล์มชีวภาพจะมีลักษณะเหมือนใบบัวหรือกลีบกุหลาบหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับสารอาหารที่แบคทีเรียได้รับในระหว่างการเจริญเติบโต เนื่องจากสิ่งนี้จะกำหนดโครงสร้างพื้นผิวของฟิล์มชีวภาพได้อย่างแม่นยำ แนวทางใหม่ในการต่อสู้กับฟิล์มชีวภาพ แบคทีเรียในแผ่นชีวะมักจะฆ่าได้ยากด้วยยาปฏิชีวนะและสารเคมีอื่นๆ ส่วนหนึ่งก็คือการดื้อยาของแบคทีเรียที่เพิ่มขึ้น ขณะนี้ นักวิจัยได้เสนอวิธีแก้ปัญหาคุณสมบัติไม่ซับน้ำของแผ่นชีวะ: "สารต้านแบคทีเรียไม่สามารถทำงานได้หากไม่สามารถเข้าถึงพื้นผิวของแผ่นชีวะได้เพราะมันม้วนออก ดังนั้น เราจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่ไม่ซับน้ำนี้" Oliver ลีเล็กอธิบาย "นี่จะเป็นแนวทางใหม่ในการกำจัดแผ่นชีวะออกจากพื้นผิว เช่น ท่อ สายสวน และบาดแผลที่ติดเชื้อ"