Desenvolvimento de sistema de obtenção de biofilmes in vitro e a avaliação de sua susceptibilidade a biocidas
Eliane Gama Lucchesi
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP L962d
[Development of system for in vitro biofilm formation and evaluation of its susceptibility to biocides]
Campinas, SP : [s.n.], 2006.
90f. : il.
Orientadoesr: Angela Maria Moraes, Silvia Yuko Eguchi
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Resumo: Biofilme microbiano é definido como uma associação de células microbianas, fixadas a superfícies, bióticas ou abióticas, envolta por uma complexa matriz extracelular de substâncias poliméricas. Os biofilmes representam mais de 90% dos contaminantes existentes em sistemas aquosos,...
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Resumo: Biofilme microbiano é definido como uma associação de células microbianas, fixadas a superfícies, bióticas ou abióticas, envolta por uma complexa matriz extracelular de substâncias poliméricas. Os biofilmes representam mais de 90% dos contaminantes existentes em sistemas aquosos, industriais, clínicos e ambientais. A resistência de microrganismos em biofilmes (sésseis) a biocidas é muito maior que a resistência de células livres (planctônicas), quando se compara seus antibiogramas. A rápida e correta avaliação do efeito de agentes antimicrobianos sobre os microrganismos sésseis é muito importante para a adequada seleção das ações corretivas a serem aplicadas em sistemas industriais contaminados. Atualmente, o sistema in vitro mais indicado para gerar, quantificar e erradicar biofilmes é o dispositivo MBECTM, de alto custo, desenvolvido por pesquisadores canadenses. O presente estudo visou o desenvolvimento de um sistema alternativo que fornecesse resultados análogos ao MBECTM, empregando esferas de vidro como suporte para o crescimento de biofilmes ao invés de placas de poliestíreno. Em amostras de três segmentos industriais diferentes (óleo de corte usado na usinagem de metais, amaciante ,. de roupas e caldo de cana) contaminados com microrganismos formadores de biofilmes, foram testadas sete formulações de biocidas em diversas concentrações, tanto no sistema desenvolvido quanto no dispositivo MBECTM. Os biocidas utilizados foram fomecidos pela IPEL Itibanyl Produtos Especiais Ltda, formulados com os seguintes princípios ativos: 2-bromo-2nitropropano-1 ,3-diol (BNP-115); 2-n-octíl-4isotiazolin-3-ona, 2-tiocianometiltiobenzotiazol, dimetílolurea, 5-cloro-2 metil-4isotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (FBP-124); 2-n-octil-4 isotiazolin-3-ona, dimetilolurea, 1,2-benzisotiazolin-3-ona (FBP-128); sódio-2-piridinatiol-n-óxido (FBP-140); hexahidro-1,3,5-tris(2-hidroxietil) s-triazina (BP-180); 2-bromo-2nitropropano-1,3-diol, 5cloJo-2metíl-4-isotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (BP-509);e 2-n-octil-4isotiazolin-3-ona, dimethylolurea, 3-iodo-2-propinil butil carbamato (FBP-417). A concentração inibitória mínima. (MIe) dos biocidas e suas concentrações mínimas de morte (CMM) foram determinadas para as bactérias planctônicas do fluido de corte, e a melhor relação custo/benefício foi observada para o biocida BNP-11,5, que apresentou MIC e CMM de 0,014% (v/v). Quanto às células sésseis, formadas em ambos os dispositivos utilizando-se fluido de corte contaminado como inóculo, o biocida de melhor relação custo/benefício foi o BP180. Nos ensaios com amaciante de roupas e caldo de cana, as melhores relações custo/benefício foram verificadas para os biocidas BNP-115, BP-180 e BP-509. A maturidade do biofilme foi muito importante para avaliar a eficácia dos biocidas. Verificou-se, durante o desenvolvimento. do trabalho, que para a concentração de erradicação (CE) do biofílme formado no dispositivo MBECTM ser semelhante às concentrações determinadas nas esferas de vidro, houve a necessidade de um periodo de incubação maior (72 horas) no MBECTM do que no sistema de esferas (48 horas). Os valores de CE determinados para o dispositivo MBEC TM, com 48 horas e 72 horas de incubação foram, respectivamente, 12 vezes maior que a concentração tradicional recomendada e de 30 a 125 vezes tal concentração, dependendo do biocida testado. Estes resultados evidenciaram que a maturidade do biofilme formado a partir do óleo de corte contaminado é atingida mais rapidarTIente no sistema de esferas de vidro do que no dispositivo MBEC TM, mostrando que é possível gerar um biofilme representativo da contaminação industrial em 48 horas no sistema alternativo desenvolvido, agilizando as ações corretivas e evitando ou minimizando principalmente os custos com o descarte das emulsões
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Abstract: A microbial biofilm is defined as an association of microbial cells adhered to surfaces, biotic or abiotic, wrapped up in a complex extracellular polymeric matrix. Biofilms represent more than 90% of the existent contaminants in aqueous, industrial, and clinical systems, as well as in the...
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Abstract: A microbial biofilm is defined as an association of microbial cells adhered to surfaces, biotic or abiotic, wrapped up in a complex extracellular polymeric matrix. Biofilms represent more than 90% of the existent contaminants in aqueous, industrial, and clinical systems, as well as in the environment. The resistance to biocides of microorganisms in biofilms (sessile cells) is much larger than that observed for cells in suspension (planktonic) when their antibiograms are compared. The fast and correct evaluation of the effect of antimicrobial agents on sessile microorganisms is very important for the appropriate selection of the corrective adions to be applied in contaminated industrial systems. Nowadays, the most indicated system to generate, quantify and eradicate biofilms is the MBECTM device, developed by Canadian researchers. The present study seeked the development of an altemative system to supply results similar to those obtained with the MBEC TM device, employing glass spheres as a support for biofilm growth instead of polystyrene plates. In samples of three different industrial segments (metal working cutting fluid, liquid fabric softener and sugar cane extract), seven commercial biocide formulations were tested in several concentrations, on "'rboth the developed system using glass spheres as support, and on the MBECTM device. The biocides employed were provided by IPEL ltibanyl Produtos Especiais Ltda, and were formulated with the following active agents: 2-brome-2nitropropane-1,3-diol (BNP-115); 2-n-octil-4isotiazolin-3-0ne, 2-tiocianometiltiobenzotiazol, dimethyilolurea, 5cloro-2metil-4-isotiazolin-3-one, 2-metil-4-isotiazolin-3-one (FBP-124); 2-n-octil-4 isotiazolin-3-0ne, dimethylolurea, 1,2-benzisotiazolin-3-0ne (FBP-128); sodium-2piridinatiol-n-oxide (FBP-140); hexahidro-1,3,5-tris(2-hidroxietil) s-triazine (BP-180); 2brome-2nitropropane-1 ,3-diol, 5-cloro-2metil-4-isotiazolin-3-one, 2-metil-4-isotiazolin-3-0ne (BP-509);e 2-n-octil-4-isotiazolin-3-0ne, dimethylolurea, 3-iodo-2-propinil butil carbamate (FBP-417).
. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum concentration of death (CMM) of the different biocides were determined for the cutting fluid planktonic bacteria and the best costlbenefit ratio was observed for BNP-115 biocide, which presented MIC and CMM values equal to 0,014% (v/v). Referring to sessile cells formed on both systems, when the contaminated cutting fluid was used as inoculum, the biocide presenting the best costlbenefit ratio was BP-180. In the tests with liquid fabric softener and sugar cane extract, the best costlbenefit ratios were verified when using BNP-115, BP-180 and BP-509 biocides. The maturity of the biofilm was very important to evaluate the effectiveness of the biocides. It was verified, during the development of the work, that for the eradication concentration (CE) of the biofilm formed in the MBEC TM device to be similar to the concentrations determined in the glass spheres, a larger incubation period was required (72 hours) in MBECTM than in the system constituted of spheres (48 hours). The determined values of CE using the MBECTM device, after incubation periods of 48 hours and 72 hours, were, respedively, 12 times higher than the traditional recommended concentration and from 30 to 125 times such concentration, depending on the tested biocide. These results evidenced that the biofilm formed trom the cutting oil reached its maturity more quickly in the glass spheres system than in the MBEC TM device, showing that it is possible to generate a representative biofilm starting from an industrial contaminated sample in 48 hours in the developed system, accelerating the proper corrective actions and avoiding or minimizing mainly the costs related to emulsion disposal Ver menos
. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum concentration of death (CMM) of the different biocides were determined for the cutting fluid planktonic bacteria and the best costlbenefit ratio was observed for BNP-115 biocide, which presented MIC and CMM values equal to 0,014% (v/v). Referring to sessile cells formed on both systems, when the contaminated cutting fluid was used as inoculum, the biocide presenting the best costlbenefit ratio was BP-180. In the tests with liquid fabric softener and sugar cane extract, the best costlbenefit ratios were verified when using BNP-115, BP-180 and BP-509 biocides. The maturity of the biofilm was very important to evaluate the effectiveness of the biocides. It was verified, during the development of the work, that for the eradication concentration (CE) of the biofilm formed in the MBEC TM device to be similar to the concentrations determined in the glass spheres, a larger incubation period was required (72 hours) in MBECTM than in the system constituted of spheres (48 hours). The determined values of CE using the MBECTM device, after incubation periods of 48 hours and 72 hours, were, respedively, 12 times higher than the traditional recommended concentration and from 30 to 125 times such concentration, depending on the tested biocide. These results evidenced that the biofilm formed trom the cutting oil reached its maturity more quickly in the glass spheres system than in the MBEC TM device, showing that it is possible to generate a representative biofilm starting from an industrial contaminated sample in 48 hours in the developed system, accelerating the proper corrective actions and avoiding or minimizing mainly the costs related to emulsion disposal Ver menos
Moraes, Angela Maria, 1966-
Orientador
Eguchi, Silvia Yuko
Coorientador
Steckelberg, Cláudia, 1967-
Avaliador
Yokoya, Fumio, 1937-
Avaliador
Desenvolvimento de sistema de obtenção de biofilmes in vitro e a avaliação de sua susceptibilidade a biocidas
Eliane Gama Lucchesi
Desenvolvimento de sistema de obtenção de biofilmes in vitro e a avaliação de sua susceptibilidade a biocidas
Eliane Gama Lucchesi
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