journal article·2013-11-27

Porous Surface Structure Fabricated by Breath Figures that Suppresses Pseudomonas aeruginosa Biofilm Formation

Kengo Manabe, Shingo Nishizawa, Seimei Shiratori

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Abstract

As colonizers of medical-device surfaces, Pseudomonas aeruginosa strains present a serious source of infection and are of major concern. In this study, we fabricated films with porous surfaces by breath figures that disturb mergence by bacterial attachment, thereby impeding biofilm development. Previous studies have shown that microtopography prevents the development of P. aeruginosa biofilms. Accordingly we indented surfaces with patterns of micrometer-sized pores using breath figures at ordinary temperatures and pressures. The antimicrobial effect of surface figures was experimentally investigated by controlling the surface structure. The results suggested that pores of 5-11 μm in diameter effectively inhibit bacterial activity. It appears that biofilm development is precluded by the decreased contact area between the films and bacteria.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Bacterial biofilms and quorum sensing · Antimicrobial Peptides and Activities · Inhalation and Respiratory Drug Delivery

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Graduate School of Science and Technology, School of Integrated Design Engineering, Keio University, 3-14-1 Hiyoshi, Kohoku-ku, Yokohama, Kanagawa 223-8522, Japan

References (66)

Show source-provided references
1. Cotter P. D. · Nat. Rev. Microbiol. · 2005 · 3 · 77710.1038/nrmicro1273 ↗
2. Morris C. E. · Annu. Rev. Phytopathol. · 2003 · 41 · 42910.1146/annurev.phyto.41.022103.134521 ↗
3. Szewzyk U. · Annu. Rev. Microbiol. · 2000 · 54 · 8110.1146/annurev.micro.54.1.81 ↗
4. Cleveland J. · Int. J. Food Microbiol. · 2001 · 71 · 110.1016/S0168-1605(01)00560-8 ↗
5. Zhang Y. · Atmos. Environ. · 2011 · 45 · 432910.1016/j.atmosenv.2011.05.041 ↗
6. Gupta K. · Ann. Intern. Med. · 2001 · 135 · 4110.7326/0003-4819-135-1-200107030-00012 ↗
7. Blajchman M. A. · Transfus. Med. Rev. · 2004 · 18 · 1110.1016/j.tmrv.2003.10.002 ↗
8. Skovgaard N. · Int. J. Food Microbiol. · 2007 · 120 · 21710.1016/j.ijfoodmicro.2007.07.046 ↗
9. Dharan S. · J. Hosp. Infect. · 2002 · 51 · 7910.1053/jhin.2002.1217 ↗
10. Costerton J. W. · Science · 1999 · 284 · 131810.1126/science.284.5418.1318 ↗
11. Stewart P. S. · Lancet · 2001 · 358 · 13510.1016/S0140-6736(01)05321-1 ↗
12. Andreeva D. V. · Mater. Today · 2008 · 11 · 2410.1016/S1369-7021(08)70204-9 ↗
13. Wang G. · Materials · 2010 · 3 · 399410.3390/ma3073994 ↗
14. Lichter J. A. · Macromolecules · 2009 · 42 · 857310.1021/ma901356s ↗
15. Silver L. L. · Curr. Opin. Microbiol. · 2003 · 6 · 43110.1016/j.mib.2003.08.004 ↗
16. Rizzello L. · ACS Nano · 2011 · 5 · 186510.1021/nn102692m ↗
17. Dastjerdi R. · Colloids Surf., B · 2010 · 79 · 510.1016/j.colsurfb.2010.03.029 ↗
18. Levy S. B. · Nat. Med. · 2004 · 10 · S12210.1038/nm1145 ↗
19. Wright G. D. · Nat. Rev. Microbiol. · 2007 · 5 · 17510.1038/nrmicro1614 ↗
20. Podsiadlo P. · Langmuir · 2005 · 21 · 1191510.1021/la051284+ ↗
21. Kumar A. · Adv. Drug Delivery Rev. · 2005 · 57 · 148610.1016/j.addr.2005.04.004 ↗
22. Bjarnsholt T. · Microbiology · 2005 · 151 · 37310.1099/mic.0.27463-0 ↗
23. Coates A. · Nat. Rev. Drug Discovery · 2002 · 1 · 89510.1038/nrd940 ↗
24. Janek T. · Colloids Surf., B · 2013 · 110 · 37910.1016/j.colsurfb.2013.05.008 ↗
25. Wang H. H. · Food Control · 2013 · 32 · 65010.1016/j.foodcont.2013.01.047 ↗
26. Bunz U. H. F. · Adv. Mater. · 2006 · 18 · 97310.1002/adma.200501131 ↗
27. Srinivasarao M. · Science · 2001 · 292 · 7910.1126/science.1057887 ↗
28. Hoa M. L. K. · Adv. Colloid Interface Sci. · 2006 · 121 · 910.1016/j.cis.2006.05.029 ↗
29. Guadarrama-Cetina J. · Phys. Rev. E · 2013 · 87 · 05440110.1103/PhysRevE.87.054401 ↗
30. Leininger S. · Chem. Rev. · 2000 · 100 · 85310.1021/cr9601324 ↗
31. Ding B. · Thin Solid Films · 2005 · 491 · 2310.1016/j.tsf.2005.02.009 ↗
32. Fukao N. · Macromolecules · 2011 · 44 · 296410.1021/ma200024w ↗
33. Roberts G. G. · Adv. Phys. · 1985 · 34 · 47510.1080/00018738500101801 ↗
34. Zasadzinski J. A. · Science · 1994 · 263 · 172610.1126/science.8134836 ↗
35. Acharya S. · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 295910.1002/adma.200802648 ↗
36. Decher G. · Science · 1997 · 277 · 123210.1126/science.277.5330.1232 ↗
37. Shiratori S. S. · Macromolecules · 2000 · 33 · 421310.1021/ma991645q ↗
38. Matsuda M. · Langmuir · 2011 · 27 · 427110.1021/la200340v ↗
39. Ruokolainen J. · Science · 1998 · 280 · 55710.1126/science.280.5363.557 ↗
40. Hajduk D. A. · Macromolecules · 1994 · 27 · 406310.1021/ma00093a006 ↗
41. Ma M. L. · Langmuir · 2005 · 21 · 554910.1021/la047064y ↗
42. Pai R. A. · Science · 2004 · 303 · 50710.1126/science.1092627 ↗
43. Ariga K. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 725410.1002/anie.200802820 ↗
44. Ariga K. · Bull. Chem. Soc. Jpn. · 2012 · 85 · 110.1246/bcsj.20110162 ↗
45. Hernandez-Guerrero M. · Polym. Chem. · 2012 · 3 · 56310.1039/C1PY00219H ↗
46. Gentili D. · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 443010.1039/c2cs35040h ↗
47. Nishikawa T. · Langmuir · 2003 · 19 · 619310.1021/la0300129 ↗
48. Nishikawa T. · Mater. Sci. Eng., C · 1999 · 8 · 49510.1016/S0928-4931(99)00075-2 ↗
49. Ma H. M. · Chem.—Eur. J. · 2011 · 17 · 65510.1002/chem.201001147 ↗
50. Greiser C. · Langmuir · 2008 · 24 · 61710.1021/la7029449 ↗
51. Goldmann D. A. · JAMA · 1996 · 275 · 23410.1001/jama.1996.03530270074035 ↗
52. Ferrari E. · Langmuir · 2011 · 27 · 187410.1021/la104500j ↗
53. Billon L. · Macromolecules · 2009 · 42 · 34510.1021/ma8020568 ↗
54. Li L. · J. Mater. Chem. · 2009 · 19 · 278910.1039/b820279f ↗
55. Ke B. · Langmuir · 2010 · 26 · 1598210.1021/la1030608 ↗
56. Park M. S. · Langmuir · 2004 · 20 · 534710.1021/la035915g ↗
57. Brown P. S. · Langmuir · 2012 · 28 · 1371210.1021/la302719m ↗
58. Peng J. · Polymer · 2004 · 45 · 44710.1016/j.polymer.2003.11.019 ↗
59. Hall-Stoodley L. · Nat. Rev. Microbiol. · 2004 · 2 · 9510.1038/nrmicro821 ↗
60. Karatan E. · Microbiol. Mol. Biol. Rev. · 2009 · 73 · 31010.1128/MMBR.00041-08 ↗
61. Hoffman L. R. · Nature · 2005 · 436 · 117110.1038/nature03912 ↗
62. Wu X. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2012 · 4 · 496610.1021/am301334s ↗
63. Everett D. H. · J. Chem. Soc., Faraday Trans. · 1976 · 72 · 61910.1039/f19767200619 ↗
64. Kabuto T. · Adv. Funct. Mater. · 2007 · 17 · 356910.1002/adfm.200700249 ↗
65. Colvin K. M. · Environ. Microbiol · 2012 · 14 · 191310.1111/j.1462-2920.2011.02657.x ↗
66. Zhao K. · Nature · 2013 · 497 · 38810.1038/nature12155 ↗