一项新研究检查了细菌是如何堵塞医疗设备的，结果并不乐观。微生物聚在一起生成了一种可以纠结住其他细菌的粘滑丝带，在极短的时间内形成一个完整的阻塞。
        这个发现有助于制定防止设备堵塞的策略，比如支架---植入人体以保证血管和通道的畅通---像滤水器和其他配件一样容易受到污染。这项研究发表在美国国家科学院院刊。
        约40个小时的时间内，菌细胞（绿）流过通道，在墙上形成了一个绿色的生物膜。接下来的10个小时内，研究人员们运送红菌细胞通过通道。红菌细胞被黏性生物膜阻塞并开始形成薄薄的红丝带。一旦被卡住，这些丝带会反过来困住其他的细胞，快速导致堵塞。
        利用延时成像，普林斯顿大学的研究人员们在类似于滤水器和医疗设备中应用的细管和毛孔中监测流体流动。与之前的研究不同，普林斯顿大学的实验采用了更密切模仿自然特性的设备，使用了粗糙而不是光滑的表面并用压力驱动的液体代替不流动的液体。
        生物学家和工程师的团队使用了一小部分已知医疗设备常见污染物的细菌。在约40个小时内，研究人员们观察到一些微生物---为了更好地观测被染成绿色---附加到内壁的管并开始繁殖，最终形成一个黏黏的被称为生物膜的外壁。这些膜由成千上万个单细胞通过一种生物胶聚成。
        在接下来的几个小时里，研究人员在细管中加进新的微生物，红色的。这些红菌细胞被这些生物膜涂墙困住，液体流动的力量把这些被困住的细胞塑造成如风中飘动的旗子一般的丝带状。这段时间内，液体流动仅略有放缓。
        约55个小时的实验中，这些生物膜丝带互相纠缠，形成了困住其他菌细胞的网状障碍物，创建了一个更大的障碍困住更多的细胞。一个小时内，整个习惯阻塞，液体流动停止。
        这项研究是由第一作者Knut Drescher在技术员沈奕的帮助下进行的。Drescher博士后和Bonnie Bassler，普林斯顿分子生物学的施贵宝教授以及霍华德休斯医学研究所研究员，还有Howard Stone，普林斯顿的Donald R. Dixon 以及机械与航空工程Elizabeth W. Dixon教授合力进行此研究。
        “让我惊讶的是生物膜丝带导致完全堵塞的迅速程度，”Stone说。“来得完全没有预兆。”
        通过构建自己控制的环境，研究人员们展示了粗糙表面和压力驱动流是自然的特点并且需要被加进实验考虑的环节。研究人员们使用支架、土壤过滤器和滤水器来证明生物膜丝带在真实场景中确实形成了并且解释了为什么仪器无法使用。
        这项工作也让研究人员们探索到了哪些细菌基因导致了生物膜的形成。过去那些在非真实条件下进行的试验也发现了一些参与生物膜丝带形成的基因。普林斯顿研究人员们发现，在更真实的情况下，过去实验中发现的一些基因并不是生物膜丝带形成的必需品。
        这项研究是由霍华德休斯医学研究中心支持，美国国立卫生研究院授予编号5R01GM065859，美国国家科学基金会（NSF）授予编号MCB-0343821，NSF 授予编号MCB-1119232人类尖端科学计划。