Biofilm là gì? Nguyên nhân chính khiến vết thương lâu lành hơn

Biofilm là gì?

Thuật ngữ biofilm là gì? Biofilm hay còn gọi là màng sinh học, là một nhóm vi sinh vật cùng với vi khuẩn liên kết chặt chẽ với nhau bên trên bề mặt vật chất nào đó. Đồng thời biofilm sẽ được một chất nền ngoại bào bao bọc, chất này có thành phần chính là polysaccharide.

Vi sinh vật trong biofilm được tạo từ một hoặc có thể là nhiều loại vi khuẩn khác nhau. Có vô số các loại vi khuẩn trong màng sinh học này. Nếu xét về cấu trúc, màng biofilm sẽ không đồng nhất, không hoạt động và có tính phần lớp. Trong những vi khuẩn tạo thành màng Biofilm thì nhóm vi khuẩn không hoạt động, ở trạng thái tĩnh chiếm 1% bên trong lõi của màng.

Khi trên cơ thể xuất hiện 1 vết thương, vi khuẩn sẽ hình thành, xâm nhập và khiến cơ thể bị tổn thương, tệ hơn là nhiễm trùng. Khi vi khuẩn xâm nhập, màng biofilm sẽ được hình thành, chúng sẽ tạo liên kết và nhanh chóng tăng số lượng để tạo thành màng này.

Khi vết thương có màng biofilm được hình thành sẽ cản trở vi khuẩn tiếp xúc với môi trường bên ngoài và bám dính vi khuẩn nên chúng dễ dàng ẩn sau trong vết thương, tồn tại lâu dài trên bề mặt và khó có thể tiêu diệt. Khi có màng biofilm bao phủ, vi khuẩn cũng đề kháng lại các chất kháng sinh tốt hơn nên khả năng sống sót cao.

Màng biofilm được hình thành như thế nào?

Sau khi biết được màng biofilm là gì, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu quá trình hình thành màng biofilm. Để hình thành một màng biofilm, cần phải trải qua các giai đoạn dưới đây:

Gắn kết thuận nghịch lên trên cá thế

Giai đoạn đầu tiên trong quá trình hình thành và phát triển của màng biofilm là gì?

Tùy thuộc vào đặc tính lý hóa và một số điều kiện nhất định, các vi khuẩn sẽ hình thành các mối tương tác tạm thời. Các mối tương tác tạm thời sẽ hình thành nhờ các lực tương tác như lực hút tĩnh điện, liên kết hidro.

Di chuyển độc lập bằng việc sử dụng các tế bào, co rút tế bào qua việc cử động hay các ngoại bào sẽ tiết ra chất riêng và được một mạng lưới bao bọc, từ đó hình thành nên màng Biofilm. Màng sinh học có thể được hình thành hay không dựa vào giai đoạn gắn kết thuận nghịch này

Hình thành lớp tế bào 

Trong giai đoạn này, khi các tế bào đã dính trên bề mặt cá thể chặt hơn, các tế bào sẽ sử dụng chất hữu cơ trong môi trường và trên bề mặt cá thể để sinh trưởng và tạo thành các vi khuẩn khác.

Các thay đổi về số lượng tế bào, số lượng loài cùng với các cấu trúc tế bào cụ thể. Các tế bào bám dính chặt hơn nhờ sản sinh ra các chất ngoại bào không thuận nghịch với các tác nhân hóa học, vật lý tác động. Các tế bào tiêu giảm các phần phụ trợ và giảm mức độ sinh trưởng.

 Hình thành mạng lưới ngoại bào

Để liên kết các tế bào một cách có tổ chức, các hợp chất polymer ngoại bào tiếp tục được hình thành nhờ các tế bào. Cùng với đó là tạo cầu nối từ các vi khuẩn khác. Các hợp chất này có vai trò quan trọng trong quá trình thu hút những tế bào sống trôi nổi từ nhiều nơi khác nhau. Từ đó khiến số lượng polymer ngoại bào và tế bào trong màng sinh học tăng lên, từ đó màng biofilm được hình thành.

Màng biofilm hình thành hoàn chỉnh

Quá trình hình thành của các màng sinh vật bắt đầu khi tế bào sinh vật bám dính không thuận nghịch trên bề mặt cá thể. Các tế bào này phân tách ra và phát triển, tạo thành những cụm tế bào vi khuẩn. Qua đó mở rộng dần về các không gian và màng biofilm được tạo thành hoàn chỉnh.

Chỉ với một phạm vi ban đầu, màng biofilm có thể gia tăng mức độ phức tạp và mở rộng phạm vi trong không gian tùy vào điều kiện môi trường. Màng sinh học sau khi được hoàn thành toàn diện sẽ được bao quanh từ các kênh vận chuyển nước có tính thẩm thấu cao, có cấu trúc giống về tháp hình nấm. Qua đó các chất dinh dưỡng và oxy được tạo điều kiện để phát triển từ bên trong mang.

Quá trình tách rời

Quá trình cuối cùng để hình thành màng biofilm là gì?

Do nhu cầu về dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy, màng biofilm bị giới hạn khả năng phát triển cũng như do biểu hiện của các phân tử cảm ứng do mật độ tế bào. Khi các phân tử này được giải phóng nhằm tích tụ các chất độc hại, đáp ứng với những hạn chế về dị dưỡng cùng với một số yếu tố khác như nguồn cung cấp oxi, cacbon và yếu tố pH.

Khi màng sinh học đạt tới khối lượng tối đa, trong một số trường hợp các tế bào trong đó sẽ tự động tách rời và tạo nên vi khuẩn lạc từ các tế bào của một màng biofilm khác. Trong điều kiện thiếu hụt oxy hoặc dinh dưỡng trong các màng biofilm, quá trình phân huỷ các chất polymer ngoài tế bào vẫn có thể diễn ra.

Lý do màng biofilm khiến vết thương chậm lành

Khi màng biofilm tác động lên các vết thương hở và khiến vết thương chậm lành bởi các lý do dưới đây:

Màng biofilm ngăn vi khuẩn tiếp xúc với môi trường bên ngoài, hình thành rào cản vật lý. Nên các loại vi trùng, vi khuẩn có khả năng sống sót lâu trên bề mặt vết thương, bám dính tốt và ẩn giấu sâu bên trong vết thương hở do lớp polysaccharide bao phủ. Dù bị ảnh hưởng với sự tác động của kháng sinh hay hiện tượng thực bào hình thành, chúng vấn đề kháng tốt.

Khi con người sử dụng thuốc, các vi khuẩn trong màng biofilm đang ở trạng thái không hoạt động và khiến vết thương nhiễm trùng trở lại. 

Nhờ màng biofilm, các vi khuẩn cũng dễ dàng tiếp xúc với nhau hơn. Giúp tăng khả năng chống thuốc kháng sinh và tăng động lực. Các vi khuẩn có thể chống chọi được kháng sinh ở liều lượng cao dưới sự bảo vệ từ màng biofilm. 

Những biện pháp loại bỏ màng biofilm là gì? Để vết thương mau lành, tránh bị mưng mủ và thuận cho việc điều trị thì nên loại trừ màng biofilm một cách nhanh chóng nhất. Phương pháp phổ biến nhất hiện nay là sử dụng nano bạc để loại bỏ màng biofilm. 

Lời kết 

Như vậy, bài viết trên đây đã chia sẻ cho bạn đọc khái niệm biofilm là gì? Các giai đoạn hình thành nên màng biofilm. Màng biofilm là nguyên nhân lớn nhất khiến vết thương lâu khỏi và khó điều trị hơn. Chính vì vậy, chúng ta cần nắm vững một số kiến thức để ngăn ngừa tình trạng này xảy ra. Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của chúng tôi.