Biofilm – hva er det og hvordan bli kvitt det?

Definisjon av biofilm:
En biofilm defineres som et fellesskap av bakterier innkapslet i en egenprodusert eksopolysakkaridmatrise (EPS) som fester seg til en biotisk eller abiotisk overflate*1.

Biofilmdannelse er en viktig tilpasnings- og overlevelsesstrategi som ofte brukes av bakterier. Bakterier i biofilmen beskyttes mot negative miljøfaktorer og ulike immunresponser gjennom EPS-en.

Kjemiske gradienter som genereres av biofilmen gjør det mulig for bakterier å eksistere i et bredt spekter av fysiologiske tilstander, noe som gir robusthet i skiftende miljøer.

Biofilm kan bestå av flere arter som interagerer med hverandre*2.

Egenskaper:

• Fester lett på mange ulike typer overflater og «sitter fast» på samme sted.
• Danner biofilm på bare noen minutter.
• Reproduserer seg langsomt.
• Er inntil 1000 ganger mer tolerante mot biocider enn enkeltstående mikroorganismer, noe som gjør dem svært farlige.

Biofilm er et velkjent problem, men ikke spesielt godt studert.

EPS
EPS er betegnelsen på det beskyttende hylsteret rundt biofilmen/mikroorganismene. Den har særlig tre viktige funksjoner:

1. Genetisk overføring – innenfor biofilmen spres DNA/egenskaper mellom ulike typer mikroorganismer, for eksempel antibiotikaresistens.
2. Næring – både gjennom karbonlagre og evnen til å ta opp biologiske stoffer forsyner EPS bakteriene med næring.
3. Beskyttelse mot bl.a. tørke, salt, høye eller lave temperaturer og biocider, noe som gjør at mikroorganismene overlever lettere.

Biofilmens livssyklus:

Først spres bakterier i et rom (primære kolonier) før de lander på en overflate, og biofilm begynner å dannes innen få minutter. Under modningsprosessen bidrar EPS-hylsteret til å gi bakteriene beskyttelse, næring og nye egenskaper via genetisk overføring (for eksempel antibiotikaresistens). Til slutt når biofilmen et stadium der den på grunn av ulike omstendigheter deler seg, og på den måten sprer seg til flere overflater.

Her kan du også se en kort video som viser hvordan livssyklusen ser ut.

Hvordan kan man oppdage biofilm?

• ATP-tester. Brukes på ulike overflater.
• Saniscope. Brukes for endoskop.
• Sanitest. Brukes på instrumenter.

Ved å bruke en eller flere av disse metodene etter rengjøring/desinfeksjon kan man kartlegge renholdskvaliteten og vurdere om rutinene fungerer optimalt.

Hvilke rengjørings-/desinfeksjonsalternativer vet vi fungerer mot biofilm?

• Oxidative
  • Hydrogenperoksid – for overflater.
  • Pereddiksyre – for overflater.
  • Blekemiddel.
• Ikke-oxidative
  • QACs (kvaternære ammoniumforbindelser).
  • Anioniske tensider/overflateaktive stoffer.
• Biologiske
  • Enzymer – for utilgjengelige områder.

Flere studier viser at opptil 76 % av alle pasientklare instrumenter var kontaminerte. En enkel behandling med et enzymbasert rengjøringsmiddel på høyt nivå reduserer tallet til 5,8 % og 4,8 %.

(Les også vår artikkel om boosted H2O2 for flere innsikter om sykehusrelaterte infeksjoner og optimale rengjørings- og desinfeksjonsmidler.)

Enzymer – fremtiden for rengjøring av sensitive materialer/instrumenter:

Enzymer er stoffer, hovedsakelig proteiner, som katalyserer de kjemiske prosessene i levende organismer. Enzymene fremmer de kjemiske reaksjonene uten å forbrukes selv. Et enzymbasert rengjøringsmiddel kan dermed for eksempel bryte ned EPS-hylsteret i en biofilm og gjøre den eksponert for desinfeksjonsmiddelet.

• Naturprodukt fra en bioteknologisk prosess.
• Rengjøringsmiddelet har nøytral eller mild pH-balanse.
• Bedre beskyttelse for sensitive materialer.
• Ikke-etsende for hud eller materialer.
• Høy nedbrytbarhet miljømessig.
• Ingen antibakteriell resistens.

Noen av de ulike typene enzymer som finnes:

• Mannanase.
  • Bryter ned mannaner eller galaktomannaner, polysakkarider som består av mannoser.
• Protease.
  • Akselererer nedbrytningen av proteiner til peptider og løselige aminosyrer.
• Amylase.
  • Akselererer nedbrytningen av stivelse ved å bryte alfa-1,4-glykosidbindingene mellom glukosemolekylene.
• Lipase.
  • Akselererer nedbrytningen av triglyserider (lipider) til fettsyrer og glyserol.
• Cellulase.
  • En klasse hydrolytiske enzymer som katalyserer/hydrolyserer polysakkaridet cellulose til glukose eller kortere polysakkarider.

Hvis enzymer tilføres en overflate med biofilm, vil det enzymbaserte rengjøringsmiddelet ha en destruktiv effekt på biofilmen og den ytre EPS-en, slik at desinfeksjonsmiddelet kommer til og kan drepe alle bakteriene. Det er kombinasjonen av enzymer som avgjør effektiviteten i rengjøringsmiddelet.

Enzymrengjøring egner seg best for endoskop, kirurgiske instrumenter og tannlegeutstyr.

Les også mer om våre enzymbaserte rengjøringsmidler fra Saniswiss.

 

Kilder:

1. Comprehensive Glycoscience, 2007.
2. S.C. CHew, L. Yang, i Encyclopedia of Food and Health, 2016.