منابع مقاله با موضوع حل مسئله، مرور زمان

آمونیوم چهار ظرفیته بسیار بالا است. البته همانطور که قبلا” ذکر شد، اغلب سلول های بیوفیلم دارای هیدروفوبیسیتی بالا هستند تا از این طریق بتوانند به سطوح متصل شوند. بررسی ها توسط Schweizer در سال 1998 نشان داده که باکتری های g- رشد یافته درون بیوفیلم دارای نسبت بالایی از اسید های چرب غیر اشباع به اسید های چرب اشباع هستند و همچنین نسبت بالایی از اسید های C16 به C18 دارند(78). می توان گفت که باکتری های مقاوم تغییرات مشابه به این موارد را در الگوی لیپید های غشایی نشان می دهند. همچنین بیوفیلم های مخلوط بسیار پایدار تر و ضخیم تر از بیوفیلم های تک گونه ای می باشند. در بیوفیلم مخلوط یک سویه که توانایی بالایی در تولید پلی ساکارید دارد سبب پایداری سویه های دیگر با هم و درون بیوفیلم می شود. در نهایت پایداری بیوفیلم و ضخامت آن نیز افزایش می یابد(56، 85). این موارد با هم سبب افزایـش مـقـاومـت بیوفـیلـم می شوند.
به واسطه ساختار و عمل پیچیده بیوفیلم ها یک توضیح کامل و جامع از نتایج بدست آمده در این تحقیق امکان پذیر نمی باشد. فقط می توان مطرح کرد که دلایل زیادی برای پاسخ های متفاوت بیوفیلم به بیوساید ها وجود دارد. مشخص شده که کارآیی بیوسایدها وابسته به چندین فاکتور می باشد از جمله : انتقال، جذب، انتشار، نفوذ و واکنش با جایگاه هدف. تفاوت در کارآیی بیوساید ها همچنین وابسته به نحوه عمل بیوساید، وضعیت شیمیایی و خصوصیات فیزیکو- شیمیایی بیوساید همانند خصوصیات محیط کشت و شرایط کاربرد بیوساید دارد. وابسته به نوع بیوساید هر کدام از این پارامتر ها می توانند از اهمیت خاصی برخوردار باشند. در حقیقت می توان گفت که ساختار و سازماندهی بیوفیلم های میکروبی به طور زیادی به وسیله خصوصیات سطحی، تراکم سلول ها و عوامل دیگر تعیین می شود(90). از این رو نحوه رشد بیوفیلم و تشکیل آن می تواند سبب ایجاد پاسخ های متفاوت به عوامل ضد میکروبی یا بیوساید ها شود. بنابر این لازم است که به دنبال فاکتور های خاص گونه ای90 مثل ساختار خاص بیوفیلم میکروکوکوس لوتئوس و اسینتوباکترها در بحث مقاومت بیوفیلم بود تا بتوان راه های جدیدی برای مبارزه با بیوفیلم پیدا کرد
اما به طور کلی در کنترل بیوفیلم توسط بیوساید های غیر اکسید کننده باید به این نکته توجه داشت که این بیوساید ها در غلظت های مورد آزمایش در این تحقیق توانایی حذف بیوفیلم را ندارند. در حقیقت تیمار بیوفیلم با این بیوساید ها سبب حذف ناقص بیوفیلم می شود و در نتیجه با توجه به نسبت رشد بالای سلول ها، بیوفیلمی که به طور ناقص حذف شده است دوباره رشد کرده و به حالت اولیه خود برمی گردد. با توجه به توضیحات و نتایج به دست آمده می توان اینچنین پیشنهاد کرد که کنترل بیوفیلم های پایدار با بیوساید های غیر اکسید کننده صورت نگیرد. در حقیقت این بیوساید ها را باید برای جلوگیری از رشد بیوفیلم به کار برد. یعنی در حالتی که هنوز بیوفیلم رشد نکرده است کاربرد این بیوساید ها مناسب می باشد. همچنین با توجه به نتایج به دست آمده می توان گفت که توانایی حذف بیوفیلم توسط بیوساید های اکسید کننده در مقایسه با غیر اکسید کننده ها بسیار بالا می باشد. در نتیجه این بیوساید ها برای کنترل بیوفیلم پایدار روی سطح، مناسب می باشند.
4-9- بررسی مدل نفوذ بیوساید به درون بیوفیلم
در این بحث سعی خواهد شد تا به بررسی مدلی برای نفوذ بیوساید به زیر یک بیوفیلم باکتری پرداخته شود. تمام توضیحات در مورد این مدل بر اساس رفرنس ( 1) می باشد و تنها هدف از این بحث بررسی و مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق با مدل مذکور می باشد.
فرض می شود که تمامی شرایط لازم برای تشکیل یک بیوفیلم باکتری موجود باشد و سرعت سیال نیز در سیستم کمتر از 5/1 متر بر ثانیه باشد. همچنین بر اساس قانون دوم فیک فرض می شود که:
غلظت اولیه بیوساید تزریق شده به سیستم
C0
مقدار بیوساید موثر برای حذف بیوفیلم
Cs
مقدار بیوساید اندازه گیری شده در زیر بیوفیلم
C(h, t)
ضریب نفوذ بیوساید به زیر بیوفیلم
D
ارتفاع بیوفیلم
H
زمان اثر بیوساید روی بیوفیلم
T
گفته می شود که می توان مقدار Cs را به طور تجربی در آزمایشگاه و با استفاده صحیح از امکانات آزمایشگاهی و تکنیک ها محاسبه نمود. همچنین D برای هر بیوساید بستگی به فعالیت بیوساید دارد. زیرا اگر بیوساید به قدر کافی فعال باشد به مرور زمان تمامی بیوساید به داخل بیوفیلم وارد می شود. حال با توجه به داده های بالا و با استفاده از قانون دوم فیک و حل مسئله، فرمول زیر به دست می آید( دلیل استفاده از قانون دوم فیک برای بدست آوردن مدل نفوذ بیوساید و حل مسئله در رفرنس ذکر شده است):
بنابراین با توجه به معادله بالا می توان گفت که با ثابت بودن مقدار Cs ( مقدار موثر بیوساید روی بیوفیلم) تنها با افزایش زمان، میزان C(h, t) ( میزان بیوساید در زیر بیوفیلم) افزایش می یابد. برای مثال اگر برای هیپوکلریت سدیم فرض شود که میزان لازم بیوساید برای حذف کامل بیوفیلم ppm 100 باشد و همچنین فرض شود که بعد از گذشت زمان 1t از اثر بیوساید روی بیوفیلم، ppm 20 و گذشت زمان 2t ، ppm80 از بیوساید به داخل بیوفیلم نفوذ کرده است با حل معادله بالا برای زمان های 1t و 2t خواهیم داشت:
126t=2t
یعنی اینکه برای نفوذ ppm 80 از بیوساید به داخل بیوفیلم نیاز به گذشت زمان بسیار زیادی می باشد( که این زمان 26 برابر زمان لازم برای نفوذ ppm 20 از این بیوساید به داخل بیوفیلم می باشد). بنابراین می توان در واحد زمان با تزریق مقدار زیاد بیوساید، باعث شد تا مقادیر بیشتری از بیوساید به داخل بیوفیلم نفوذ کند تا در موقعی که تزریق بیوساید با مقادیر اندک صورت پذیرد. همچنین با توجه به فرمول می توان ذکر کرد که نفوذ بیوساید به داخل بیوفیلم علاوه بر زمان به عوامل دیگری از جمله ضریب نفوذ بیوساید و ارتفاع بیوفیلم یا ضخامت آن نیز بستگی دارد.
در این تحقیق تمام بیوساید های مورد استفاده در غلظت های مختلف، تنها در مدت زمان یک ساعت روی بیوفیلم اثر داده شدند. با توجه به شکل های (3-13 ، 3-14 و 3-15 ) مشخص می شود که هیپوکلریت سدیم بیشتر در دو غلظت 100 و ppm 1000 موفق به حذف قسمت زیادی از بیوفیلم باکتری ها شده است. در دو غلظت 1 و ppm 10 از این بیوساید با مدت زمان اثر یک ساعت روی بیوفیلم، میزان حذف بیوفیلم در اکثر موارد پایین می باشد. با مقایسه این نتایج با مدل فوق می توان ذکر کرد که غلظت های بالای هیپوکلریت سدیم نسبت به غلظت های پایین آن و با مدت زمان اثر یکسان روی بیوفیلم، کارآیی بسیار بالایی در حذف بیوفیلم دارند و در مدت زمان یک ساعت میزان بیشتری از بیوساید به زیر بیوفیلم نفوذ کرده است.
در مورد هیدروژن پراکساید می توان با توجه به شکل های(3-16، 3-17 و 3-18) اینگونه ذکر کرد که این بیوساید در اکثر غلظت های خود در مدت زمان یک ساعت، اثر حذفی بسیار خوبی روی بیوفیلم باکتری ها داشته است. البته این اثر حذفی روی بیوفیلم مخلوط کمی کاهش یافته است. اما با این حال نیز می توان گفت که غلظت های بالای این بیوساید کارآیی بسیار عالی در حذف بیوفیلم دارند.
با توجه به شکل های(3-19 تا 3-27) در مورد گلوتارالدهید، سولفاتیازول و الکیل دی متیل بنزیل آمونیوم کلرید می توان گفت که این بیوساید ها حتی در غلظت های بالای خود نسبت به غلظت های پایین تر، اثر حذفی خوبی ندارند. پس می توان با توجه به توضیحات داده شده منطق استفاده از مقادیر بالای بیوساید های اکسیدکننده را برای حذف بیوفیلم درک نمود. زیرا در این صورت در واحد زمان با تزریق مقدار زیاد بیوساید که توانایی خوبی در حذف بیوفیلم دارد، مقدار بیشتری از آن به زیر بیوفیلم نفوذ می کند تا در موقعی که تزریق بیوساید به سیستم با مقادیر اندک صورت پذیرد. به طور کلی می توان بیان نمود که این مدل برای بیوساید های غیر اکسید کننده مثل گلوتارالدهید، سولفاتیازول و الکیل دی متیل بنزیل آمونیوم کلرید صدق نمی کند و تنها می توان آن را به بیوساید های اکسید کننده مثل هیپوکلریت سدیم و هیدروژن پراکساید نسبت داد.
جمع بندی نهایی
1- تفاوت بسیار در خصوصیات سطح سلول های پلانکتونیک با سلول های بیوفیلم
2- تفاوت بین سلول ها در اتصال به سطوح
3- تشکیل ساختار های گوناگون بر حسب نوع باکتری ها برای مثال بیوفیلم ستاره ای میکروکوکوس و یا بیوفیلم اسینتوباکتر ها
4- پاسخ های متفاوت بیوفیلم باکتری ها به عوامل ضد میکروبی یا بیوساید ها به دلیل وجود فاکتور های خاص گونه ای مثل ساختار خاص بیوفیلم میکروکوکوس و اسینتوباکترها
5- کارآیی بسیار بالای بیوساید های اکسید کننده نسبت به بیوساید های غیر اکسید کننده برای حذف بیوفیلم و یا کشتن سلول های درون آن
4-10- پیشنهادات
برای درک بهتر و ادامه ی روند این تحقیق پیشنهادات زیر ارائه می گردد:
1- بررسی ساختار بیوفیلم میکروکوکوس لوتئوس و نقش این ساختار در مقاومت به عوامل محیطی متفاوت
2- استفاده از تکنیک میکروپلیت برای جداسازی سویه های باکتری جهش یافته و بررسی نقش پلی ساکاریدهای خارج سلولی در تشکیل بیوفیلم
3- گسترش آزمایشات مربوط به بررسی خصوصیات سطحی باکتری های پلانکتونیک و باکتری های موجود در بیوفیلم و مقایسه تغیرات ایجاد شده بین این دو مورد
4- نمونه گیری از کارخانجات مختلف در صنایع گوناگون و تکرار آزمایشات به کار رفته در این تحقیق جهت مقایسه ی نتایج و به دست آوردن کلیات حذف بیوفیلم های تشکیل شده توسط باکتری های دیگر
منابع و مآخذ
1. جواهر دشتی، ر. 1378. خوردگی میکروبی. انتشارات بهرورزان، تهران، 170 صفحه
2. Alasri, A., Roques, C., Cabassud, C., Michel, G., Aptel, P. 1992. Effects of different biocides on a mixed biofilm produced on a tygon tube and on ultrafiltration membranes. Spectra. 168, 21- 24.24
3. Allison, D. G. 1993. Biofilm associated exopolysaccharides. Microbiol. Eur. 1, 16- 19. 62.
4. Allison, D. G. and Sutherland, I. W. 1984. A staining technique for attached bacteria and its correlation to extracellular carbohydrate production. J. Bacteriol. 2, 93-99.
5. Allison, D. G., Brown, M. R. W. and Gilbert, P. 1991. Slow adherent growth modulates polysaccharide production by Pseudomonas aeruginosa. Biofoul. 4, 243-247.
6. Bayer, A. S., Park, S., Ramos, M. C., Nast, C. C., Eftekhar, F. and Schiller, N. L. 1992. Effect of alginase on the natural history and antibiotic therapy of experimental endocarditis caused by mocoid Pseudomonas aeruginosa. Infect. Immun. 60, 3979-3985.
7. Bayer, A. S., Speert, D. P., Park, S., Tu, J., Witt, M., Nast, C. C. and Norman, D. C. 1991. Functional role of mocoid exopolysaccharide in antibiotic induced and polymorphonuclear leukocyte mediated killing of Pseudomonas aeruginosa. Infect. Immun. 59, 302-308.
8. Beer, D. D., Srinivasan, R., Stewart, P. S. 1994. Direct measurement of chlorine penetration into biofilms during disinfection. Appl. Environ. Microbiol. 60, 4339-4344.
9. Belas, M. R. and Colwel, R. R. 1982. Adsorption kinetics of laterally and polarly flagellated vibrio. J. Bacteriol. 151, 1568- 1580.61
10. Bos, R., Mei, H. C. and Busscher, H. J. 1999. Physico-chemistry of initial microbial adhesive interactions – its mechanisms and methods for study. FEMS

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *