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        一項新研究檢查了細菌是如何堵塞醫(yī)療設(shè)備的，結(jié)果并不樂觀。微生物聚在一起生成了一種可以糾結(jié)住其他細菌的粘滑絲帶，在極短的時間內(nèi)形成一個完整的阻塞。
        這個發(fā)現(xiàn)有助于制定防止設(shè)備堵塞的策略，比如支架---植入人體以保證血管和通道的暢通---像濾水器和其他配件一樣容易受到污染。這項研究發(fā)表在美國國家科學院院刊。
        約40個小時的時間內(nèi)，菌細胞（綠）流過通道，在墻上形成了一個綠色的生物膜。接下來的10個小時內(nèi)，研究人員們運送紅菌細胞通過通道。紅菌細胞被黏性生物膜阻塞并開始形成薄薄的紅絲帶。一旦被卡住，這些絲帶會反過來困住其他的細胞，快速導致堵塞。
        利用延時成像，普林斯頓大學的研究人員們在類似于濾水器和醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用的細管和毛孔中監(jiān)測流體流動。與之前的研究不同，普林斯頓大學的實驗采用了更密切模仿自然特性的設(shè)備，使用了粗糙而不是光滑的表面并用壓力驅(qū)動的液體代替不流動的液體。
        生物學家和工程師的團隊使用了一小部分已知醫(yī)療設(shè)備常見污染物的細菌。在約40個小時內(nèi)，研究人員們觀察到一些微生物---為了更好地觀測被染成綠色---附加到內(nèi)壁的管并開始繁殖，最終形成一個黏黏的被稱為生物膜的外壁。這些膜由成千上萬個單細胞通過一種生物膠聚成。
        在接下來的幾個小時里，研究人員在細管中加進新的微生物，紅色的。這些紅菌細胞被這些生物膜涂墻困住，液體流動的力量把這些被困住的細胞塑造成如風中飄動的旗子一般的絲帶狀。這段時間內(nèi)，液體流動僅略有放緩。
        約55個小時的實驗中，這些生物膜絲帶互相糾纏，形成了困住其他菌細胞的網(wǎng)狀障礙物，創(chuàng)建了一個更大的障礙困住更多的細胞。一個小時內(nèi)，整個習慣阻塞，液體流動停止。
        這項研究是由第一作者Knut Drescher在技術(shù)員沈奕的幫助下進行的。Drescher博士后和Bonnie Bassler，普林斯頓分子生物學的施貴寶教授以及霍華德休斯醫(yī)學研究所研究員，還有Howard Stone，普林斯頓的Donald R. Dixon 以及機械與航空工程Elizabeth W. Dixon教授合力進行此研究。
        “讓我驚訝的是生物膜絲帶導致完全堵塞的迅速程度，”Stone說。“來得完全沒有預(yù)兆。”
        通過構(gòu)建自己控制的環(huán)境，研究人員們展示了粗糙表面和壓力驅(qū)動流是自然的特點并且需要被加進實驗考慮的環(huán)節(jié)。研究人員們使用支架、土壤過濾器和濾水器來證明生物膜絲帶在真實場景中確實形成了并且解釋了為什么儀器無法使用。
        這項工作也讓研究人員們探索到了哪些細菌基因?qū)е铝松锬さ男纬伞＿^去那些在非真實條件下進行的試驗也發(fā)現(xiàn)了一些參與生物膜絲帶形成的基因。普林斯頓研究人員們發(fā)現(xiàn)，在更真實的情況下，過去實驗中發(fā)現(xiàn)的一些基因并不是生物膜絲帶形成的必需品。
        這項研究是由霍華德休斯醫(yī)學研究中心支持，美國國立衛(wèi)生研究院授予編號5R01GM065859，美國國家科學基金會（NSF）授予編號MCB-0343821，NSF 授予編號MCB-1119232人類尖端科學計劃。