Взаимодействие плазменно-активированной воды с биоплёнками: инактивация, диспергирование и механизмы действия

Биоплёнки обладают рядом свойств, обеспечивающих их выживание в различных неблагоприятных условиях окружающей среды, включая высокую численность клеток, их тесное расположение, облегчающее обмен генетическим материалом, например генами устойчивости, межклеточную коммуникацию и защиту за счёт образования экзополисахаридного матрикса. В совокупности эти свойства затрудняют уничтожение нежелательных биоплёнок, несмотря на многочисленные исследования, направленные на совершенствование методов их удаления. Необходим метод устранения биоплёнок, который был бы безопасным, легко применимым в физически сложных условиях и не приводил к развитию устойчивости микроорганизмов. Холодная атмосферная плазма — подобное молнии состояние, образующееся при воздействии высокого напряжения на воздух или другие газы, — может использоваться для получения плазменно-активированной воды (PAW), содержащей множество активных частиц и радикалов с антимикробным действием. Недавние исследования показали перспективность применения PAW для устранения биоплёнок без формирования у бактерий значимой устойчивости. Однако точный механизм действия PAW по-прежнему остаётся предметом дискуссии. В этом обзоре рассматриваются образование активных частиц в PAW и их воздействие на биоплёнки. Особое внимание уделено диффузии реакционноспособных частиц в биоплёнку, формированию градиентов и обусловленному ими взаимодействию с матриксом биоплёнки и отдельными его компонентами. Понимание этих процессов позволит эффективнее решать широко распространённую проблему загрязнения биоплёнками пищевых продуктов, воды и объектов медицинского назначения.