Nieuwe sonicators voor microplaten voor het afbreken van hardnekkige biofilms

Biofilms – dichte microbiële gemeenschappen die zich aan oppervlakken hechten – behoren tot de grootste uitdagingen in de microbiologie en klinische diagnostiek. De nieuwe sonicator voor microplaten UIP400MTP vergemakkelijkt monstervoorbereiding met hoge doorvoer. Analyses van collegiaal getoetste studies laten zien dat ultrasone systemen met hoge prestaties, zoals de sonicators voor multiwellplaten van Hielscher, zich ontwikkelen tot essentiële laboratoriuminstrumenten voor het losmaken van deze hardnekkige structuren van MBEC™-platen, waardoor nauwkeurigere antimicrobiële tests en snellere onderzoeksworkflows mogelijk worden.

Biofilms losmaken met sonicatie

Wetenschappers vertrouwen steeds vaker op sonicatie van multiwellplaten, omdat biofilms honderden keren resistenter tegen antibiotica kunnen zijn dan vrij zwevende planktonische bacteriën, volgens twee belangrijke studies naar biofilms van Staphylococcus aureus, coagulase-negatieve stafylokokken en Staphylococcus saprophyticus. Wanneer deze micro-organismen in een biofilmmatrix zijn ingebed, vertonen ze sterk verhoogde minimale remmende concentraties (MIC’s) en minimale bactericide concentraties (MBC’s), vaak boven de geneesmiddelconcentraties die klinisch haalbaar zijn.

Effectief testen begint echter met het efficiënt en betrouwbaar losmaken van biofilmcellen – en daarin onderscheidt de UIP400MTP zich.

Biofilm wordt gekweekt op de pennen van een assayplaat

Biofilms: een verborgen schild tegen antibiotica

In beide aangehaalde studies documenteerden onderzoekers sterke toenames in antimicrobiële resistentie wanneer bacteriën in biofilmvorm werden getest:

MIC-waarden namen met een factor 2 tot 32 toe, en soms meer, vergeleken met planktonische cellen.
Bepaalde isolaten veranderden van gevoelig voor antibiotica naar volledig resistent zodra ze zich in een biofilm bevonden.
Sommige biofilms vereisten MBC-waarden boven de hoogste geteste concentraties, wat hun extreme tolerantie benadrukt.

Deze bevindingen onderstrepen waarom het afbreken van biofilms cruciaal is: een nauwkeurige bepaling van het resistentieprofiel voor geneesmiddelen hangt af van het vrijmaken van cellen uit de beschermende matrix, zodat ze afzonderlijk kunnen worden getest.

De oplossing: de sonicator voor microplaten UIP400MTP

Beide studies gebruikten de sonicator voor multiwellplaten UIP250MTP van Hielscher om biofilms los te maken die op gespecialiseerde MBEC™-systemen met pendeksels waren gekweekt. Sonicatie van de multiwellplaat gedurende 5 minuten maakte de biofilmcellen met succes los in vers medium, waardoor onderzoekers MICB en MBCB met hoge reproduceerbaarheid konden meten.

Deze techniek wordt op grote schaal toegepast omdat:

1. Deze alle wells gelijktijdig en gelijkmatig behandelt, wat essentieel is voor vergelijkende antimicrobiële tests.
2. Akoestische cavitatie de extracellulaire matrix effectief afbreekt zonder cellen te vernietigen.
3. Deze naadloos werkt met MBEC-platforms met pendeksels die worden gebruikt in onderzoek naar biofilmresistentie.

 
Belangrijkste kenmerken die onderzoekers onmiddellijk zullen overtuigen

• 400 watt ultrasoon vermogen (20 kHz) voor het snel en grondig losmaken van biofilms
• Volledige controle over parameters, waaronder energietoevoer (Ws/mL), amplitude, temperatuur en tijd
• Ingebouwde warmtewisselaar met recirculatiepomp om platen tijdens sonicatie koel te houden
• Programmeerbare modi voor herhaalbare, geautomatiseerde workflows
• Gelijkmatige sonicatie over volledige platen. Bekijk de video hieronder!

De gelijkmatigheidstest bevestigt visueel het homogene cavitatieveld dat nodig is voor gestandaardiseerde biofilmafbraak – een bekende uitdaging bij ultrasoonbaden met een lager vermogen.

Waarom dit van belang is voor ziekenhuizen, laboratoria en de ontwikkeling van antibiotica

Biofilmgerelateerde infecties – van urineweginfecties tot kathetergerelateerde bloedbaaninfecties – zijn berucht om hun moeilijke behandeling. De studies laten zien:

1. Conventionele antibioticatests op planktonische cellen onderschatten de resistentie in de praktijk.
2. Hoogwaardige sonicatie is essentieel voor het nauwkeurig voorbereiden van monsters afkomstig van biofilms.
3. Instrumenten zoals de UIP400MTP helpen de kloof tussen laboratoriumtests en de klinische werkelijkheid te overbruggen.

Nu antimicrobiële resistentie blijft toenemen, kunnen technologieën die de reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid van biofilmonderzoek verbeteren een doorslaggevende rol spelen bij de ontwikkeling van nieuwe therapieën.

De bijgevoegde studies maken één conclusie onmiskenbaar: biofilmvormende bacteriën vereisen nieuwe testmethoden, en sonicatie van multiwellplaten – specifiek met uiterst krachtige ultrasone systemen die ultrasoon geluid gelijkmatig verdelen, zoals de Hielscher UIP400MTP – wordt snel de gouden standaard voor het losmaken van biofilms van MBEC-platen.

Voor microbiologische laboratoria, ontwikkelaars van geneesmiddelen en klinische onderzoekers zijn deze apparaten niet langer alleen handige hulpmiddelen – ze worden onmisbare instrumenten voor het nauwkeurig meten van de werkelijke antibioticaresistentie van pathogenen die in biofilms zijn ingebed.

 
Vind hier informatie over de sonicator voor multiwellplaten UIP400MTP!