Biomaterials Inhibiting Biofilm Formation of Staphylococcus aureus

Biofilms are surface-attached microbial communities with phenotypic and biochemical properties distinct from free-living planktonic cells. Biofilm bacteria show much greater resistance than planktonic counterparts and much higher concentration of biocide is needed to treat biofilms compared to the dosage used for planktonic bacteria. As a result, alternative strategies or more effective agents exhibiting activity against biofilm-producing micro-organisms are of great interest. Therefore, we turned our attention to control of biofilm of S. aureus. The aims of this research are to investigate substances which inhibit the formation of biofilm by S. aureus and to suggest effective materials for controlling skin problems. We coated slide glasses with human placental collagen and the coverslip was incubated with test materials and bacteria. The coverslip was stained with crystal violet and we measured optical density of each sample. The biofilm inhibitory activity was calculated by crystal violet staining degrees. In this study, S. aureus ATCC 6538 was used as test organism. Our results show that both water soluble and insoluble Hinoki cypress polysaccharide strongly inhibited biofilm formation. Whereas, green tea and sunset hibiscus root extract promoted biofilm. Xylitol showed a concentration dependent effect; high concentration (3 % and 5 %) of xylitol reduced biofilm while promoted biofilm formation at a concentration of 1 %. These results support that Hinoki cypress polysaccharide and xylitol have ability to suppress biofilm formation.

생물소재를 이용한 황색포도상구균의 바이오필름 억제 연구

바이오필름은 부유 미생물이 피부 표면에 부착되어 형성된 미생물 집락이며 형질적 생화학적 특성에서 부유상태와는 차이가 있다. 바이오필름으로 증식하는 미생물은 부유 상태의 미생물 보다 숙주의 방어나 항생제에 대한 저항성이 훨씬 높기 때문에 바이오필름이 형성되면 감염 상태를 치료하기 위해 더욱 많은 항생제를 사용해야 한다. 따라서 감염된 세균의 내성을 피하면서 치료를 하기 위해서는 단순히 세균을 사멸하는 것이 아니라 표적을 달리하는 새로운 전략이 필요하다. 이번 연구에서는 아토피 등 염증성 피부 질환의 원인균의 S. aureus의 바이오필름을 억제하는 기작에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 이 연구의 목적은 S. aureus의 바이오필름의 형성을 억제하여 피부질환을 조절할수 있는 후보 물질을 찾는 데에 있다. 슬라이드글라스를 human placental 콜라겐으로 코팅고 시험 물질과 함께 배양하여 억제된 바이오필름의 양을 crystal violet 염색법으로 측정하여 정량적으로 측정하였다. 이 실험에서는 표준균인 S. aureus ATCC 6538 strain이 사용되었다. 실험 결과 편백다당체가 바이오필름의 형성을 강하게 억제하였으며 녹차다당체와 황촉규근은 오히려 바이오필름의 형성을 촉진하였다. 자일리톨은 1 %의 낮은 농도에서는 바이오필름을 촉진하나 그 이상의 높은 농도인 3 %와 5 %에서는 억제하여 농도 의존적인 결과를 보였다.