Karakterisering av polymerytor och deras tillämpning inom mikrobiologi

Abstract

Bakteriecellers adhesion och tillväxt på olika ytor kan ge upphov till en mängd olika problem. För att det ska vara lättare att bekämpa bakterieadhesionen är det viktigt att faktorer som påverkar adhesionen är kända. Det har visat sig att bakterieadhesionen beror på en stor mängd olika faktorer, även om en del av de tillgängliga forskningsresultaten ger motstridiga resultat. Syftet med denna avhandling var att undersöka bakterieadhesionen till olika polymerytor. Polymerytorna bestod av en blandning av en hård och hydrofob latex samt en mjuk och hydrofil latex. Då blandningsförhållandet mellan dessa latexer ändrades, kunde ytstrukturen och ytkemin för polymerytorna modifieras. Latexytorna tillverkades genom att ytbelägga täckglas med en droppe latexblandning. Efter torkning genomgick proven IR-behandling samt värmebehandling i ugn. Ytråheten och ytenergin för en kommersiell latexserie karakteriserades med atomkraftsmikroskopi respektive kontaktvinkelmätningar. Med atomkraftsmikroskopet skapades tredimensionella bilder av de tillverkade ytorna och genom bildanalys var det möjligt att komma fram till ett antal olika ytråhetsparametrar som möjliggjorde en mångsidig beskrivning av ytorna. Kontaktvinklarna mellan substraten och ett antal olika vätskor användes för att med modellerna av Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK) och van Oss-Chaudhury-Good (vOCG) beräkna olika ytenergikomponenter. Bakterieadhesionen till latexytorna undersöktes genom att jämföra hur enskilda ytråhetsparametrar samt ytenergikomponenter korrelerar med adhesionen och tillväxten av bakterien Staphylococcus aureus. Resultaten visar att den högsta bakterieadhesionen korrelerade med ett högre värde på vissa ytråhetsparametrar (såsom Sq, Sdr, Scl, Sdq och Sdc50_95) och den polära och polärt negativa ytenergikomponenten, samt ett lägre värde på den totala, dispersiva och polärt positiva ytenergikomponenten. Det fanns också ytråhetsparametrar vars korrelation med bakterieadhesionen inte behövde vara verklig och betydande för rapporteringen. Resultaten uppvisade höga felgränser, vilket betyder att exakta slutsatser om hur ytråheten och ytkemin påverkar adhesionen av bakterier inte kan dras. Eftersom den exakta sammansättningen i de använda kommersiella latexerna var okänt, undersöktes även en annan latexserie med dispersioner tillverkade av CH-Polymers. Bakterietillväxten på dessa latexytor kunde dock inte direkt undersökas, eftersom adhesionen mellan latex och glas var dålig, och proven förstördes vid kontakt med vätska. Båda latexserierna uppvisade en liknande ytstruktur, vilket indikerar att båda kunde lämpa sig för bakteriestudier på motsvarande sätt. Det fanns dock vissa skillnader i ytenergikomponenterna för de olika serierna, vilket i sin tur kan påverka bakterieadhesionen. På grund av den dåliga adhesionen till glas stavbestryktes den andra latexserien också på papper. Det latexbestrykta pappret kunde användas för bakteriecellsstudier, där en PDMS-yta styr bakteriecellerna till områden på pappret där latexytan är blottlagd. I dessa brunnar kunde latexytan gynna bakteriernas adhesion och tillväxt. Pappret kunde således fungera som ett underlag på vilket bakterieresponsen på exempelvis olika ämnen snabbt och enkelt kunde undersökas.