Màng sinh học là gì?

Trong các blog và video trước đây, chúng ta đã nói rất nhiều về màng sinh học vi khuẩn hoặc màng sinh học mảng bám, nhưng màng sinh học chính xác là gì và chúng hình thành như thế nào?

Về cơ bản, màng sinh học là một khối lượng lớn vi khuẩn và nấm bám vào bề mặt thông qua một chất giống như keo hoạt động như một mỏ neo và bảo vệ khỏi môi trường.Điều này cho phép vi khuẩn và nấm bên trong nó phát triển theo chiều ngang và chiều dọc.Các vi sinh vật khác tiếp xúc với cấu trúc dính này cũng bị bao bọc trong lớp màng tạo ra màng sinh học gồm nhiều loài vi khuẩn và nấm kết hợp với nhau để trở thành hàng trăm lớp dày.Chất nền giống như keo làm cho việc xử lý các màng sinh học này trở nên cực kỳ khó khăn vì thuốc chống vi trùng và các yếu tố miễn dịch của vật chủ không thể dễ dàng xâm nhập sâu vào bên trong các màng này, khiến các sinh vật này kháng lại hầu hết các phương pháp điều trị y tế.

Màng sinh học hiệu quả đến mức chúng thúc đẩy khả năng dung nạp kháng sinh bằng cách bảo vệ vi trùng về mặt vật lý.Chúng có thể làm cho vi khuẩn kháng kháng sinh, chất khử trùng và hệ thống miễn dịch của vật chủ cao gấp 1.000 lần và được nhiều nhà khoa học công nhận là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra tình trạng kháng kháng sinh trên toàn thế giới.

Màng sinh học có thể hình thành trên cả bề mặt sống và không sống bao gồm răng (mảng bám và cao răng), da (chẳng hạn như vết thương và viêm da tiết bã), tai (viêm tai giữa), thiết bị y tế (chẳng hạn như ống thông và ống nội soi), bồn rửa và mặt bàn bếp, thực phẩm và thực phẩm thiết bị xử lý, bề mặt bệnh viện, đường ống và bộ lọc trong các nhà máy xử lý nước và các cơ sở kiểm soát quy trình dầu, khí và hóa dầu.

Màng sinh học hình thành như thế nào?

Vi khuẩn và nấm luôn hiện diện trong miệng và chúng liên tục cố gắng xâm chiếm bề mặt răng bằng cách bám chặt vào chất giống như keo đã đề cập ở trên.(Các ngôi sao màu đỏ và xanh lam trong hình minh họa này tượng trưng cho vi khuẩn và nấm.)

Những vi khuẩn và nấm này cần một nguồn thức ăn để hỗ trợ tăng trưởng và ổn định màng.Điều này chủ yếu đến từ các ion kim loại có sẵn tự nhiên trong miệng như sắt, canxi và magiê, trong số những thứ khác.(Các chấm màu lục trong hình minh họa đại diện cho các ion kim loại này.)

Các vi khuẩn khác tập hợp lại vị trí này để tạo thành các khuẩn lạc siêu nhỏ và chúng tiếp tục bài tiết chất dính này dưới dạng một lớp giống như mái vòm bảo vệ có khả năng bảo vệ chống lại hệ thống miễn dịch của vật chủ, chất chống vi trùng và chất khử trùng.(Các ngôi sao màu tím trong hình minh họa đại diện cho các loài vi khuẩn khác và lớp màu xanh lá cây đại diện cho sự hình thành của ma trận màng sinh học.)

Dưới màng sinh học dính này, vi khuẩn và nấm sinh sôi nhanh chóng để tạo ra một cụm 3 chiều, nhiều lớp hay còn gọi là mảng bám răng thực sự là một màng sinh học dày hàng trăm lớp sâu.Khi màng sinh học đạt đến khối lượng tới hạn, nó sẽ giải phóng một số vi khuẩn để bắt đầu quá trình xâm chiếm tương tự này trên các bề mặt răng cứng khác, tiến tới hình thành mảng bám trên tất cả các bề mặt răng.(Lớp màu xanh lá cây trong hình minh họa cho thấy màng sinh học ngày càng dày lên và mọc lên trên răng.)

Cuối cùng, các màng sinh học mảng bám, kết hợp với các khoáng chất khác trong miệng bắt đầu vôi hóa, biến chúng thành một chất cực kỳ cứng, lởm chởm, giống như xương được gọi là cao răng.(Điều này được thể hiện trong hình minh họa bằng lớp phim màu vàng hình thành dọc theo đường viền nướu ở dưới cùng của răng.)

Vi khuẩn tiếp tục tạo ra các lớp mảng bám và cao răng nằm dưới đường viền nướu.Điều này, kết hợp với các cấu trúc vôi răng sắc nhọn, lởm chởm gây kích ứng và cạo nướu dưới đường viền nướu, cuối cùng có thể gây viêm nha chu.Nếu không được điều trị, nó có thể góp phần gây ra các bệnh toàn thân ảnh hưởng đến tim, gan và thận của thú cưng của bạn.(Lớp phim màu vàng trong hình minh họa đại diện cho toàn bộ màng sinh học mảng bám bị vôi hóa và phát triển dưới đường viền nướu.)

Theo ước tính của Viện Y tế Quốc gia (NIH, Hoa Kỳ), khoảng 80% các trường hợp nhiễm vi khuẩn ở người là do màng sinh học gây ra.

Kane Biotech chuyên phát triển các công nghệ và sản phẩm phá vỡ màng sinh học và tiêu diệt vi khuẩn.Việc phá hủy màng sinh học cho phép giảm đáng kể việc sử dụng thuốc chống vi trùng và do đó tham gia vào việc sử dụng các tác nhân trị liệu này một cách thận trọng và hiệu quả hơn.

Các công nghệ do Kane Biotech phát triển cho bluestem và silkstem có tác động tích cực đến sức khỏe con người, động vật và môi trường.