Biopelícula. Muchos hemos oído hablar de ella, pero nos cuesta definirla y comprenderla con precisión.
Las biopelículas cuestan a Estados Unidos miles de millones de dólares al año en pérdidas de energía, daños en los equipos, contaminación de productos e infecciones médicas. Las biopelículas se consideran una amenaza para la salud pública por su extraordinaria resistencia a los tratamientos antibacterianos y a la desinfección.
La biopelícula es una agrupación de células que se adhieren entre sí, incrustadas en una matriz autoproducida de sustancia polimérica extracelular (EPS) compuesta de proteínas, polisacáridos y otros materiales. Más sencillamente, la biopelícula proporciona un hogar protector que ayuda a los patógenos a resistir la desinfección. Antes de aprender a eliminar eficazmente el biofilm, primero debemos entender cómo se forma.
Sustancia polimérica extracelular (EPS)
La sustancia polimérica extracelular (EPS) está compuesta por una compleja mezcla de proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y polisacáridos. La EPS es una hebra molecular larga y azucarada que no solo adhiere la biopelícula a una superficie, sino que también atrapa nutrientes, proporciona soporte estructural y protege a los microbios de los tratamientos antimicrobianos y los desinfectantes.
La mayoría de las biopelículas son demasiado finas para verlas a simple vista, sólo unas pocas capas de células. Hay varios factores ambientales que influyen directamente en el grosor de la biopelícula. Las biopelículas se forman más fácilmente en aguas cálidas y estancadas. El flujo de agua, o el estrés derivado del flujo de agua, es un factor importante que puede ralentizar el crecimiento de la biopelícula. Además, el tipo de organismo puede influir en la producción de biopelículas. Algunos organismos producen grandes cantidades de EPS y, por lo tanto, desarrollan una biopelícula más gruesa.
Cómo se forma la biopelícula
La formación de biopelículas suele producirse en tres etapas principales:
- Adhesión: Las bacterias que flotan libremente se posan en las superficies y las células bacterianas se agregan y se adhieren unas a otras. Los patógenos saben que tienen más posibilidades de sobrevivir formando parte de una comunidad o biopelícula. Las bacterias excretan una sustancia viscosa y pegajosa que permite que se formen biopelículas y se adhieran a casi cualquier superficie húmeda.
- Crecimiento: Las células comienzan a producir EPS y se mantienen unidas por estos filamentos desarrollando microcolonias resistentes y tridimensionales que se adhieren de forma irreversible. Esta compleja estructura está repleta de canales de agua que facilitan el intercambio de nutrientes y productos de desecho.
- Desprendimiento/Dispersión: El biofilm se propaga desprendiendo pequeños o grandes grupos de células, o mediante un tipo de "dispersión por siembra" que libera células individuales permitiendo que las bacterias se adhieran a una superficie o biofilm aguas abajo. Piense en la liberación de semillas de un diente de león, se trata de un proceso similar de fomento del crecimiento de las especies.
Resistencia al biofilm
El EPS actúa como primera línea de defensa frente a factores como la falta de agua, un pH alto o bajo, o la presencia de antibióticos o antimicrobianos. Las investigaciones han demostrado que las bacterias en biopelícula suelen ser 1.000 veces más tolerantes al tratamiento antimicrobiano que sus homólogas planctónicas (que flotan libremente) debido a diferentes mecanismos. La biopelícula protege a los patógenos de la desinfección y permite que los organismos dañados por el estrés ambiental y los desinfectantes se recuperen y crezcan, lo que puede conducir a una mayor resistencia a los antimicrobianos y antibióticos con el tiempo, ya que los organismos "más fuertes" siguen sobreviviendo. Es imperativo eliminar por completo el biofilm para evitar que continúe la resistencia.
Protección contra el biofilm
La mejor forma de protegerse contra el biofilm es prevenir su formación. La simple eliminación de los microorganismos que nadan libremente y los relacionados con el biofilm a nivel superficial, sin eliminar la estructura del biofilm de una superficie, puede dar lugar a una rápida recolonización de los organismos del interior de la matriz de biofilm restante. Los desinfectantes convencionales tienen una eficacia limitada contra la biopelícula sin una eliminación manual exhaustiva, como el fregado, por lo que es imprescindible elegir un desinfectante cuya etiqueta indique específicamente que ha demostrado eliminar la biopelícula y matar las bacterias.
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