Изследване на унищожаването на микроорганизми от озон, статия, Aerolife
За околната среда използването му има големи предимства: поради употребата в малки дози не се откриват странични ефекти, така че озонът не замърсява околната среда, но е мощен дезинфектант. Използването на озон може да намали и ограничи вече традиционната употреба на химикали, използвани за дезинфекция, поради по-големия му ефект, както и резултата в борбата срещу замърсяването на околната среда, когато се използва като стерилизиращ и дезинфекциращ агент. В сравнение с продуктите, съдържащи хлор, озонът има редица предимства, например, когато се използва в процесите на производство на храни; Огромните ползи от озона се проявяват при санирането и дезинфекцията на взискателни продукти, материали, повърхности, инструменти, оборудване, тръбопроводи, контейнери ипрактически всяка област или повърхност. Една озонова молекула е еквивалентна на 3000 до 10 000 хлорни молекули по своето действие, убива патогенните микроорганизми 3500 пъти по-бързо от една хлорна молекула.
Озонът, поради мощния си дезинфекционен ефект, се използва за пречистване на водата и въздуха от микроорганизми (реакцията се нарича озониране), много от които са патогенни. Поради начина си на живот бактериите са се научили да се адаптират към всякакви условия, което създава някои трудности, например в медицината, при лечението на много заболявания, причинени от патогенни щамове на микроорганизми.
Бактериите са едноклетъчни микроорганизми със сравнително проста структура. Бактериалната клетка е заобиколена от мембрана, която се състои от клетъчна стена, периплазма и плазмена мембрана. Клетъчната стена включва повърхностен слой, граничещ с външната среда, външна мембрана (при грам-отрицателни бактерии) и пептидогликанов слой, който осигурява формата на клетката и нейната цялост. Пространството между външната и плазмената мембрана - периплазмата - съдържа много протеини; плазмената мембрана обхваща цитоплазмата.
Приблизителен механизъм на действие:
| Фиг. 1. Здрави бактериални клетки (пръчици), Грам-отрицателна бактерия. |  |
| Фиг. 2. Молекулата на озона (синя) влиза в контакт с клетъчната стена (голямо изображение). Клетъчната стена е жизненоважна за бактериите, тъй като позволява на тялото да поддържа формата си. |  |
| Фиг. 3. Веднага след като молекулата на озона влезе в контакт с клетъчната стена, в нея се образува празнина поради окисляването на фосфолипиди и липопротеини, което води до образуването на пероксиди; реакцията се наричаокислителна експлозия. |  |
| Фиг. 4. Дупки (дупки) в клетъчната стена, създадени в резултат на действието на озон, увреждат (водят до стрес) бактериалната клетка. |  |
| Фиг. 5. Бактериалната клетка постепенно губи формата си, тъй като молекулите на озона продължават да разграждат клетъчната стена. |  |
| Фиг. 6. След като една бактериална клетка е изложена на озон за няколко секунди, стената на бактериалната клетка вече не е в състояние да поддържа формата си и клетката умира. |  |
Озонът е много ефективен срещу устойчиви на антибиотици щамове на микроорганизми: проучване на 107 пациенти с диабетни язви - причина за лошо кръвообращение и невропатия - установи, че причината е развитието на бактериални култури от E. coli, Klebsiella, Pseudomonas, Proteus, Enterobacter, Clostridium perfringens, Bacteroides, Prevotella и Peptostreptococcus. Антибиотиците често не могат да проникнат достатъчно дълбоко в раната и често причиняват вторичен дерматит. В допълнение, антибиотикът може да повлияе само на част от спектъра на инфекциозните микроорганизми на раната поради образуването на резистентни щамове, например метицилин-резистентен Staphylococcus aureus.
Антимикробната активност на озона се увеличава в течна среда при кисело рН. Озонът влияе върху човешкия клетъчен и хуморален имунитет: стимулира пролиферацията на имунокомпетентни клетки и синтеза на имуноглобулини, активира макрофагите и повишава чувствителността на микроорганизмите към фагоцитоза. Патогенните микроорганизми, които обитават човешкото тяло, са предимно анаероби; озонът води до повишаване на парциалното налягане на O 2 в тъканите и подобрява транспорта на кислород в кръвта, коетов резултат на това води до промяна в клетъчния метаболизъм - активиране на аеробни процеси (гликолиза, цикъл на Кребс, окисление на мастни киселини) и следователно до смърт на анаеробни микроорганизми.
Човешката кожа е дом на много патогенни микроорганизми, които не показват своята патогенност в нормално състояние. В увредената тъкан тези микроорганизми показват своята инвазивност; при лошо зарастващи рани в дълбоките слоеве на дермата, анаеробните микроорганизми (например Bacteroides, Clostridium) могат да причинят нагнояване, поради факта, че те се отстраняват от антимикробното действие на атмосферния кислород. Аеробни микроорганизми като Staphylococcus epidermis, Corynebacteria и Propionobacteria, които също често се срещат върху човешката кожа, са способни да причинят увреждане на кожата, ако нейната цялост е нарушена.
При достатъчно време и концентрация на озон всеки вид бактерии, с изключение на може би най-издръжливите, като Deinococcus radiodurans, винаги е податлив на неговото влияние. Към озоночувствителните бактерии спадат бактериите от семейство Enterobacteriaceae - голяма група грам-отрицателни микроорганизми - естествени обитатели на стомашно-чревния тракт на човека, включително Escherichia coli, Salmonella, Enterobacter, Shigella, Klebsiella, Serratia. Други чувствителни към озон микроорганизми включват Streptococcus, Staphylococcus, Legionella, Pseudomonas, Yersinia, Campylobacteri, Mycobacteria. Група учени от Индия проведоха проучване за ефекта на озонирането върху патогенни микроорганизми, като обект на изследване бяха Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens, Salmonella typhi и Klebsiella pneumoniae. По време на този експеримент микроорганизмите се посяват върху наклонен агар и се инжектират, след което тесе инкубират в продължение на 18-24 часа при 37°C, след което се провеждат биохимични тестове: цитратно използване, за индол, уреаза, използване на три захари, за образуване на ацетоин, както и се определя подвижността и грам-принадлежността. Преди въздействието на озона върху културата, оптичната плътност е измерена на спектрофотометър при nm. Бактериалните култури бяха изложени на озон през различни интервали от време, последвано от посяване върху среда. В резултат на това беше установено, че след излагане на озон оптичната плътност постепенно намалява; в сравнение с други бактериални видове, щамът Е. coli е най-чувствителен; озонът инхибира растежа на Escherichia coli и Pseudomonas fluorescens.
Като перспектива озонът може да се използва като един от „новите“ начини за лечение на зъбен кариес (Fagrell T.G., Dietz W., Lingström P., 2008).
Директното въздействие на озона върху микроорганизма с цел унищожаването му за различните микроорганизми се различава както по време на експозиция, така и по концентрация (виж таблица 1)
Таблица 1. Примери за ефекта на озона върху различни микроорганизми
Микроорганизъм
Резултат от действието
Клетките се разрушават под въздействието на озон (c=0,2 mg/l) за 30 секунди.