Buluu wa methylene polimbana ndi ma biofilm: zimene kafukufuku wa m’labotale woyambitsidwa ndi kuwala amayesa

Biofilm si khamu la maselo oyandama m’madzi. Ndi kapangidwe kake: maselo omamatira pamwamba pa chinthu, omwe ali m’maukonde odzipangira okha a ma polysaccharide, mapuloteni, ndi DNA ya kunja kwa maselo, ndipo kuchuluka kwa okosijeni ndi zakudya kumasiyana kuchokera kunja kufika mkati. Kapangidwe kameneka ndi chifukwa chake chinthu chimene chimapha mabakiteriya oyandama m’mphindi zochepa chingakhale chosagwira ntchito pa mabakiteriya omwewo akakula ngati biofilm. Chilichonse chimene chimanenedwa chokhudza buluu wa methylene ndi ma biofilm chiyenera kutanthauziridwa poganizira kapangidwe kameneka, chifukwa maukondewo amatsimikiza kuchuluka kwa utoto wofika ku maselo ndi kuwala kofika ku utotowo.

Ndemanga iyi ikufotokoza magwero atatu okha. Limodzi limapereka maziko a nkhaniyi. Awiri ndi mayesero a m’labotale. Kusiyanitsa ntchito za magwero amenewa ndi njira yonse yogwiritsidwira ntchito pano, ndipo kumapewa cholakwika chofala kwambiri pa nkhaniyi: kutchula zotsatira za m’mbale yoyesera ngati kuti ndi umboni wochizira matenda oyambitsidwa ndi tizilombo mwa munthu.

Gwero lopereka maziko limafotokoza chemistry, osati kupha tizilombo

Gwero lakale kwambiri pa atatuwa ndi ndemanga yofotokoza kakulidwe ka zinthu za phenothiazinium zomwe zimayambitsa zochita zikalandira kuwala, yofalitsidwa mu 2005. Imatsata buluu wa methylene kuyambira monga utoto wa m’zaka za zana la 19 mpaka kukhala chinthu choyambira popanga zinthu zochizira khansa ndi photodynamic, kenako pochiza tizilombo ndi njira za photodynamic. Zimene imathandiza kufotokoza ndi kugwirizana pakati pa kapangidwe ka molekyulu ndi zochita zake: kuwonjezera magulu a methyl ku gawo lotenga kuwala la molekyulu kumawonjezera kuthekera kosungunuka m’mafuta, kuchuluka kwa okosijeni wa singlet wopangidwa, ndi mphamvu yopha mabakiteriya mothandizidwa ndi kuwala, komanso kumachedwetsa kusinthidwa kwake ndi reduction kukhala mtundu wa leuco wosagwira ntchito kwambiri. Imafotokozanso momveka bwino vuto la gawo la kafukufukuli. Malipoti ambiri anagwiritsa ntchito mitundu yokhazikika ya utoto wogulitsidwa, ndipo panali ntchito yochepa yopanga mitundu yosinthidwa ya utotowo.

Gwiritsani ntchito ndemangayi pa gawo lofotokoza mmene zochitazo zimagwirira ntchito m’maganizo anu: kuwala kumakweza mphamvu ya utoto, ndipo utotowo ukakhala mu mkhalidwe wa triplet umachita ndi okosijeni kudzera mu kusamutsidwa kwa mphamvu kwa Type II kuti upange okosijeni wa singlet, kapena kudzera mu kusamutsidwa kwa ma electron kwa Type I kuti upange ma radical. Kuukira kotereku kwa njira zambiri ndi chifukwa chake njira zachizolowezi zomwe tizilombo timagwiritsa ntchito pokana zinthu zotipha sizithandiza kwambiri pokana kuphedwa ndi photodynamic. Musaitchule ngati gwero la kuchepa koyezedwa pa sikelo ya log. Sidayese zimenezo. Chemistry ya zochita zoyambitsidwa ndi kuwala yomwe imafotokoza njira imeneyi imafotokozedwa kwambiri m’gulu la umboni wokhudza chithandizo cha photodynamic, ndipo malamulo a utali wa mafunde amene amatsimikiza ngati nyali inayake ingayambitse zochitazo afotokozedwa mu mmene buluu wa methylene amatengera kuwala kofiira.

Mayesero awiri a ma biofilm, njira ziwiri zosiyana zofotokozera zotsatira

Mapepala awiri a mayesero onsewa amayesa zochita za photodynamic za buluu wa methylene pa ma biofilm a m’kamwa pa 660 nm, koma pafupifupi zina zonse zimasiyana. Magulu a tizilombo ndi osiyana, nthawi imene akhala akukula ndi yosiyana, mapangidwe a utoto ndi osiyana, milingo ya kuwala ndi yosiyana, ndipo koposa zonse, miyeso ya zotsatira ndi yosiyana. Kusiyana kumeneko ndi mfundo ya nkhaniyi, komanso ya tebulo loyerekezera lopangidwa pansipa.

Woyamba ndi kafukufuku wa m’labotale wa biofilm yokhwima ya mitundu yambiri ya tizilombo ya pansi pa nkhama, wofalitsidwa mu 2024. Mitundu makumi atatu ndi itatu inakulitsidwa pamodzi pa zikhomo za polystyrene mu chipangizo cha Calgary Biofilm Device, ikupatsidwa zakudya popanda okosijeni. Madzi okulitsiramo anasinthidwa pambuyo pa 72 hours, ndipo kukulitsa kunapitirizidwa mpaka nthawi yotchulidwa ya 7 days. Choyesera chinali buluu wa methylene wosamangirizidwa ku chinthu china pa 0.01 percent, limodzi ndi LED yofiira ya 660 nm yopereka pafupifupi 330 mW pa square cm kwa 5 minutes kuchokera pa mtunda wa 2 mm. Kuchulukitsa zimenezi kumapereka pafupifupi 99 J pa square cm. Mayeserowo anapangidwa m’njira yolinganiza zinthu zonse m’magulu anayi: gulu loyerekezera losalandira choyesera, utoto wopanda kuwala, kuwala kopanda utoto, ndi utoto limodzi ndi kuwala.

Wachiwiri ndi kafukufuku wa m’labotale wa biofilm ya tizilombo toyamba kumamatira m’kamwa, wofalitsidwa mu 2021. Mitundu inayi ya Streptococcus inakulitsidwa pamodzi kwa 24 hours m’mbale za zitsime 96 ndi sucrose wa 1 percent. Chinthu choyambitsa zochita chikalandira kuwala chinali buluu wa methylene wolumikizidwa ku tinthu ta beta cyclodextrin ta kukula kwa nanometre, pa 4.65 micromolar. Kapangidwe kameneka kanalinga kunyamula utoto kudutsa zotchinga za biofilm. Magwero onse awiri a kuwala anali ofiira pa 660 nm ndipo anawala kwa 90 second, koma milingo yake inasiyana kwambiri: 320 J pa square cm ku gulu la laser ndi 8.1 J pa square cm ku gulu la LED. Magulu oyerekezera anali utoto wopanda kuwala, laser yokha, LED yokha, madzi amchere monga gulu loyerekezera losalandira choyesera chogwira ntchito, komanso chlorhexidine wa 0.2 percent monga muyeso woyerekezera wa chinthu cholimbana ndi tizilombo.

Gulu la mitundu 33 lokhala popanda okosijeni kwa 7 day ndi biofilm ya mitundu 4 yoyamba kumamatira yokhala kwa 24 hour ndi machitidwe osiyana oyesera. Manambala otsatirawa sangatengedwe pamodzi n’kuwerengeredwa avereji.

Zimene kafukufuku aliyense anayesadi

Mu kafukufuku wa biofilm yokhwima, miyeso ya zotsatira inali kagayidwe ka zinthu koyezedwa mwa reduction ya TTC, yowerengedwa pa 485 nm, ndi kuchuluka kwa mabakiteriya koyezedwa mwa kulumikiza DNA ndi DNA pogwiritsa ntchito njira ya checkerboard ndi zidutswa za DNA zofufuzira mitundu 33 ija. Malire ozindikirira anali pafupi ndi maselo 10,000. Panalibe kuwerengera tizilombo tamoyo mwa kutikulitsa pa mbale, kuyeza unyinji wa zinthu zamoyo ndi crystal violet, zithunzi zosiyanitsa zamoyo ndi zakufa, kapena kutsatira ngati tizilombo tinakulanso. LED yokha inachepetsa kagayidwe ka zinthu ndi pafupifupi 50 percent poyerekeza ndi magulu osalandira LED, ndipo utoto limodzi ndi LED zinachepetsa ndi pafupifupi 55 percent. Malinga ndi ziwerengero, utoto wokha unakhala m’gulu limodzi ndi gulu losalandira choyesera. Pa kuchuluka kochokera pa DNA, utoto wokha, LED yokha, ndi utoto limodzi ndi LED zonse zinakhala zochepa kwambiri kuposa gulu loyerekezera malinga ndi ziwerengero, popanda kusiyana kwakukulu malinga ndi ziwerengero pakati pa magulu atatuwo. Olemba ananena tanthauzo lake mwachindunji: zoyeserazo sizinawononge biofilm yokhazikika, yomamatira, ya mitundu yambiri ya tizilombo, ndipo biofilm yokhwima ya m’dera lozungulira mano imafunika kusokonezedwa ndi zida, photodynamic ikakhala yongothandizira basi.

Mu kafukufuku wa tizilombo toyamba kumamatira, muyeso wa zotsatira unali tizilombo tamoyo tomwe tinapezedwa mwa kutikulitsa pa zakudya zosankha tizilombo tina, ndipo kuchuluka kwake kunasonyezedwa pa sikelo ya logarithm. Gulu la utoto wopanda kuwala silinasiyane ndi la madzi amchere. Magulu onse awiri oyambitsidwa ndi kuwala, laser limodzi ndi utoto wotsekedwa m’tinthu tonyamulira komanso LED limodzi ndi utoto wotsekedwa m’tinthu tonyamulira, anachepetsa kuchuluka kwa tizilombo tamoyo mpaka pafupifupi 4 log poyerekeza ndi gulu loyerekezera losalandira choyesera chogwira ntchito. Izi zinali kuchepa kwa 10,000 fold kapena 99.99 percent pa muyeso umenewo, ndipo palibe gulu limene linasiyana ndi chlorhexidine malinga ndi ziwerengero. Zotsatira za kuwala kokha ndi za utoto wopanda kuwala sizinaperekedwe ngati manambala a log odalirika komanso osiyana. Choncho chidule cholondola ndi chimene pepalalo limathandiza kunena: utoto wotsekedwa m’tinthu tonyamulira komanso woyambitsidwa ndi kuwala unachepetsa tizilombo, utoto wopanda kuwala sunatero, ndipo kukula kwa kuchepako kunafanana ndi muyeso woyerekezera wa chinthu chopha tizilombo m’chitsanzochi cha biofilm yachinyamata.

Palibe pepala limene linayesa kukulanso pambuyo pa choyesera, unyinji wa zinthu zamoyo zotsala, kapena kapangidwe ka maukonde a biofilm. Kuchepa kwa CFU sikunena chilichonse chokhudza maukonde otsala. Kutsika kwa kagayidwe ka zinthu sikunena chilichonse chokhudza tizilombo topulumuka. Kuwerengera DNA sikungasonyeze kuti ndi ziti zomwe zili zamoyo.

Kuyerekezera njira zoyesera ndi miyeso ya zotsatira

Tebuloli ndi chida choyerekezera cha nkhaniyi. Werengani motsatira mzere kuti muone zimene kafukufuku mmodzi amatsimikizira, ndipo werengani motsatira ndime kuti muone mafunso amene kafukufuku onse awiri samayankha.

Kusiyana kutatu kuyenera kutsindikiridwa. Choyamba, m’chitsanzo chokhwima, gulu la kuwala kokha limafotokoza pafupifupi zotsatira zonse pa kagayidwe ka zinthu, choncho chiwerengero cha 55 percent si kupha tizilombo kochitika chifukwa cha utoto. Chachiwiri, m’chitsanzo chachinyamata, utoto wopanda kuwala sugwira ntchito ndipo zotsatira zimangooneka pakakhala kuwala, zomwe ndi chizindikiro cha kuyambitsidwa ndi kuwala. Chachitatu, kutsika kwa 80 percent pa kuchuluka kochokera pa DNA kungakhale pafupi ndi 0.7 log mwa masamu pokhapokha ngati choyezedwacho chinali kuchuluka kwa tizilombo tamoyo. Koma sichoncho, motero sikuyenera kutchulidwa ngati kupha tizilombo pa sikelo ya log. Mfundo zina zokhudza ma biofilm a mano zasonkhanitsidwa m’gawo la kafukufuku wa ma biofilm a m’kamwa ndi wa mano, ndipo njira zonse zosiyanitsira zitsanzo, njira zoperekera zinthu, ndi miyeso ya zotsatira m’kafukufuku wosiyanasiyana zafotokozedwa mwatsatanetsatane mu kalozera wa njira za m’labotale.

Chifukwa chake kafukufuku wa ma biofilm amafunika malamulo ake otanthauzira

Zinthu zinayi zimatsimikiza ngati zotsatira za buluu wa methylene pa biofilm zili ndi tanthauzo kupitirira mbale imene zinayesedwamo.

Nthawi imene biofilm yakhala ikukula ndi maukonde ake zimabwera poyamba. Ma biofilm akale amakhala okhuthala, olumikizana kwambiri m’maukonde, komanso ovuta kuti utoto ulowemo. Olemba a mu 2021 amatchula kuvuta kolowera ndi kufalikira kochepa kwa kuwala m’biofilm yokonzedwa bwino monga zopinga zazikulu. Njira zonyamulira utoto, monga kuutsekera mu cyclodextrin, ndi zoyesera kuthana ndi chopinga chimenecho. N’chifukwa chake kapangidwe ka choyeseracho ndi chimodzi mwa zinthu zoyesedwa, osati mfundo yaing’ono chabe.

Kuwerengera mlingo kumabwera kachiwiri. Mphamvu yonse ya kuwala pa dera imasiyana pano pafupifupi forty fold, kuyambira 8.1 mpaka 320 J pa square cm pa utali wa mafunde womwewo, ndipo mphamvu ya kuwala pa dera pa nthawi imodzi imayambira pa 90 mW mpaka ma W angapo pa square cm. Utali wa mafunde wofanana sutanthauza kulandira kuwala kofanana, ndipo palibe kafukufuku amene amasintha mlingo mwadongosolo lokwanira kuti apeze khonde losonyeza kugwirizana kwa mlingo ndi zotsatira.

Magulu oyerekezera amabwera kachitatu. Kafukufuku wopanda gulu la utoto wopanda kuwala sangathe kutsimikiza kuti zotsatira sizinachokere ku kuwopsa kwa utotowo wokha. Kafukufuku wopanda gulu la kuwala kokha sangathe kunena kuti zotsatira zinachokera ku kuyambitsidwa ndi kuwala. Mapepala onse awiri ali ndi magulu onsewa, ndipo chimenechi ndi chinthu chabwino pa kafukufuku wawo. Pepala la biofilm yokhwima limasonyeza chifukwa chake gulu la kuwala kokha ndi lofunika: popanda ilo, zotsatira za kagayidwe ka zinthu zikanatanthauziridwa ngati zochitika chifukwa cha utoto.

Miyeso ya zotsatira imabwera kachinayi. Kukhala ndi moyo, kagayidwe ka zinthu, kuchuluka kwa DNA, unyinji wa zinthu zamoyo, kapangidwe, ndi kukulanso ndi zinthu zisanu ndi chimodzi zosiyana zomwe zinganenedwe. Palibe pepala pano limene limayesa zoposa ziwiri. Makamaka, kukulanso sikunayesedwe kulikonse, choncho kupitiriza kwa zotsatirazo sikunayesedwe, osati kuti kunasonyezedwa.

Zimene izi sizitsimikizira pa kuchiza matenda oyambitsidwa ndi tizilombo

Palibe mwa zitsanzozi chimene chili ndi kuyenda kwa magazi, maselo a chitetezo cha m’thupi, kuyenda kwa malovu, kusinthidwa kwa madzi a m’mipata ya nkhama, kapena kuchotsa zinthu ndi zida. Kuchuluka kwa utoto m’chitsime choyesera si kuchuluka kwake m’minofu ya munthu pambuyo poupereka mwa njira iliyonse. Kuwalitsa kamodzi kwa 5 minute kapena 90 second pa biofilm yachinyamata, kapena ngakhale yokhwima, ya m’labotale si ndondomeko yonse ya chithandizo. Olemba a kafukufuku wa biofilm yokhwima amanena izi okha pofotokoza photodynamic ngati njira yomwe ingathandizire kuchotsa biofilm ndi zida, osati njira yodziimira yokha yochotseratu tizilombo.

Chidule cholondola ndi chochepa pa malire ake komanso chokhazikika. Buluu wa methylene woyambitsidwa ndi kuwala angachepetse kagayidwe ka zinthu ndi kuchuluka kochokera pa DNA m’gulu lokhwima la tizilombo ta m’kamwa la m’labotale popanda kuliwononga. M’mayesero amenewo, kuwala kokha ndiko kunachititsa mbali yaikulu ya kuchepa kwa kagayidwe ka zinthu. Utoto wonyamulidwa ndi cyclodextrin komanso woyambitsidwa ndi kuwala ungachepetse kuchuluka kwa tizilombo tamoyo pa sikelo ya log m’biofilm yachinyamata ya streptococci ya m’labotale, kufika pa mlingo wofanana ndi wa chlorhexidine m’chitsanzo chomwecho. Kaya chimodzi mwa zimenezi chingachitikenso pa matenda oyambitsidwa ndi tizilombo mwa munthu zimadalira mmene chinthucho chimaperekedwera, mmene kuwala kumafikira, okosijeni, kapangidwe ka thupi, ndi miyeso ya zotsatira za chithandizo mwa anthu yomwe mayesero amenewa sanapangidwe kuti ayeze.