特定精油可有效根除铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌生物膜（三）
铜绿假单胞菌和阴沟肠杆菌数据之间的一个相似之处是，红迷迭香油对生物膜细胞比其planktonic对应物更有效。同样，茶树油对阴沟肠杆菌也具有同样的效果。在浓度为5%或更低时对浮游细菌无效，但在浓度约为4%时对生物膜细菌有效。在这种情况下，处于生物膜中对细菌来说变成了一个不利因素，因为它使它们更容易受到这些特定精油活动的影响?？赡艿脑蚴巧锬さ南赴饣饰搅嘶钚猿煞植⒃黾恿似渚植颗ǘ?。另一种可能性是，由于两种细胞类型中基因表达的差异，生物膜细胞的细胞膜或细胞壁与浮游细胞不同。
需要注意的是，使用MBEC装置获得的数据在使用不同方法培养生物膜的实验中是可重复的，该方法是将生物膜培养在96孔微孔板的孔中，而不是在聚苯乙烯钉上（图4）。在该实验中，除了在培养期间不摇晃培养板，使生物膜在空气-液体界面的孔壁上生长外，实验步骤与MBEC装置相同。此外，生物膜是在TB(10%胰蛋白胨，5%NaCl)而不是MHB中形成。如图4所示，我们比较了使用两种方法培养的生物膜的敏感性。使用两种不同方法培养的生物膜包含相当数量的细胞(2×10?CFU/孔，而不是3×10?CFU/peg)。对于每种物质，除了氧氟沙星，通过每种方法获得的MBEC值是一样的。为什么在MBEC装置上生长的细胞比在96孔板上生长的细胞对氧氟沙星更敏感，尤其是在测试的其他物质没有显示出显著的效率差异的情况下，尚不明确。然而，有可能是培养基或生物膜结构的差异导致了在MBEC装置上生长的生物膜对氧氟沙星的敏感性增加。
图4比较两种生物膜培养方法用于抗生素和精油测试。铜绿假单胞菌生物膜分别在96孔板的孔壁或MBEC装置的钉子上生长，并测定其对antibiotics和精油的敏感性。
在测试了两种密切相关的革兰氏阴性菌后，我们研究了精油对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的影响（图5）。我们的目标是确定这些精油是否能区分革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。本研究中使用的菌株SC-01是一种形成生物膜的、对青霉素和甲氧西林耐药的临床分离株。某些精油，如茶树、百里香和薄荷，对游离态和生物膜的细菌有效。)MRSA。然而，据我们所知，尚未对来自肉桂、红百里香和肉豆蔻的精油进行过对任何菌株的MRSA生物膜的测试。此外，本研究中使用的菌株（SC-01）在之前的工作中尚未被精油挑战过。首先，我们进行了纸片扩散试验，以确定这些对铜绿假单胞菌有效的精油是否也对金黄色葡萄球菌有效。事实上，包括薰衣草油在内的所有测试精油都显示出一个抑制区（图5A）。接下来，我们测试了精油对MBEC装置上的插杆上形成的生物膜的抑制效果。该协议与上述描述相同，每个插杆上的平均细胞数为1.5×10?结果表明，与铜绿假单胞菌有效杀灭的最低或相似浓度的决明油、秘鲁香脂油和红迷迭香油B）能够杀死生物膜。值得注意的是，这种分离株对青霉素和甲氧西林具有耐药性，但在本实验中测试的四种精油中，能够有效杀死它。
图5金黄色葡萄球菌SC-01对精油的敏感性。(A)圆盘扩散试验显示SC-01对各种精油敏感。(B)通过挑战planktonic细胞和生物膜，分别确定了精油的MIC和MBEC。星号表示数据超出了图表范围，表明在测试浓度下没有观察到杀伤作用。每个实验重复三次，误差棒表示误差。
在确定精油对生物膜有效之后，我们测试了精油的各个成分的抗菌效果。我们评估了分子肉桂醛、丁香油酚和芳樟醇（分别来自肉桂、丁香和薰衣草油）对铜绿假单胞菌悬浮细胞和生物膜细胞的影响。这三种成分均来自Sigma-Aldrich。本实验中使用的方案与测试整个精油的方案相同，包括在培养基中使用吐温80来悬浮这些在水中溶解度低的成分。表2总结了数据，表明肉桂醛与复杂的肉桂油一样有效。此外，虽然在5%（体积/体积）的溶液中，丁香油对杀灭铜绿假单胞菌生物膜无效，但肉桂油在3.3%时有效。发现单一的精油成分在消除细菌生物膜方面有效是很有前途的，因为它可能允许我们分解其作用机制，并激发对新抗菌成分的分子设计。
化合物 MIC (% [体积/体积]) MBEC (% [体积/体积])
肉桂醛 0.1 0.2
丁香油 >5 3.3 ± 0.8
芳樟醇 >5 >5
表格2对PAO1的精油成分的MIC和MBECa
每项实验都进行了三次重复，所展示的结果是三次试验的平均值。每个成分测试的最高浓度为5%（体积/体积）。在测试范围内未显示出抗菌活性的成分的MIC和MBEC值列为“>5%”。除非三次试验的结果完全相同，否则报告标准误差。
总之，我们在此证明，肉桂、秘鲁香膏和红迷迭香精油在消除铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌生物膜方面比选定的重要抗生素更有效，这使它们成为生物膜治疗的有趣候选者。重要的未来目标包括确定油中更多的活性抗菌成分，以及这些成分如何有效突破生物膜屏障的分子机制。在这项研究中，我们只取样了少数不同种类的油，但自然界中还有大量的其他油，具有巨大的发现替代抗生素的潜力。