a biofilm baktériumok, algák, élesztők vagy gombák populációja, amelyek a felülethez kapcsolódnak. A felület lehet élő vagy nem élő. Példák az élő felületekre, ahol a biofilmek növekedhetnek, a fogak, az íny, valamint a bél-és vaginális traktusokat összekötő sejtek. A nem élő felületek példái közé tartozik a
vízfolyásokban lévő kőzetek, valamint a beültetett orvostechnikai eszközök, például katéterek.
a biofilmek jelenlétének kezdetleges ismerete évszázadok óta ismert., Például a faforgácshoz csatolt Acetobacter aceti baktériumot a tizenkilencedik század óta használják ecet előállítására. Annak ellenére, hogy ez a történelem, bacter volt nézett, mint inkább a kíváncsiság, amíg az 1980-as években. Valóban, sok ismert mikroorganizmusok, illetve az egyes területeken, például a baktériumok antibiotikum-rezisztencia vezetett a használata baktérium, mint lebegő (planktonic) populációk folyékony növekedés forrásai.,
Az 1980-as évektől kezdődően olyan bizonyítékok halmozódtak fel, amelyek azt a felismerést eredményezték, hogy a bakteriális növekedés lebegő formája mesterséges, és hogy a biofilm növekedési formája a mikrobák természetes és előnyös növekedési módja. Most elfogadott, hogy gyakorlatilag minden olyan felület, amely a mikroorganizmusokkal érintkezik, képes fenntartani a biofilm képződését.
a biofilmekről ismert információk nagy része a baktériumok vizsgálatából származik. Jellemzően a laboratóriumban vizsgált biofilm egy bakteriális típusból áll., Csak egy növekvő baktérium megfigyelése megkönnyíti a biofilm képződésének és viselkedésének tanulmányozását. Természetes környezetben azonban a biofilm gyakran különféle baktériumokból áll. A fogászati plakk jó példa. Több száz baktériumfaj jelenhet meg a fogak és az íny felszínén képződő biofilmben.
a biofilm kialakulása akkor kezdődik, amikor lebegő baktériumok találkoznak egy felülettel. A kötődés nem specifikusan vagy kifejezetten előfordulhat., A specifikus kötődés magában foglalja a felületi molekula felismerését egy másik molekulával a mikroorganizmus felületén. A bakteriális kötődést olyan függelékek segíthetik, mint a flagella, a csillók vagy a caulobacter crescentus holdfastja.
a rögzítést hosszabb ideig tartó kapcsolat követi a felülettel. A baktériumok esetében ez az összefüggés strukturális és genetikai változásokat is magában foglal. A gének a felületi kötődés után fejeződnek ki., Ennek a preferenciális genetikai aktivitásnak különösen megkülönböztető eredménye a nagy mennyiségű cukros anyag előállítása, amelyet glicocalyxnek vagy exopoliszacharidnak neveznek. A cukorréteg eltemeti a bakteriális populációt, létrehozva a biofilmet.
ahogy telik az idő, a biofilm vastagabb lehet. Egy idősebb, érettebb biofilm különbözik a fiatalabb biofilmtől., Tanulmányok használó eszközök, hogy lehet szondát egy biofilm anélkül, hogy fizikailag zavaró szerkezete igazolták, hogy a baktériumok mélyebb belül biofilm termel a expopolysaccharide de lassú a növekedés üteme vált szinte alvó. Ezzel szemben a biofilm szélén lévő baktériumok gyorsabban nőnek, és nagy mennyiségű exopoliszacharidot termelnek. Ezek a tevékenységek egyszerre zajlanak, sőt összehangoltak. A baktériumok kémiailag kommunikálhatnak egymással., Ez a jelenség, amelyet kvórumérzékelésnek neveznek, lehetővé teszi a biofilm növekedését, és arra ösztönzi a baktériumokat, hogy hagyják el a biofilmet, és új biofilmeket hozzanak létre máshol.
Az idő múlásával kialakuló biofilmek másik különbsége a háromdimenziós szerkezetükre vonatkozik. A fiatal biofilm szerkezete meglehetősen egyenletes, a baktériumok egyenletesen vannak elrendezve a biofilmben., Ezzel szemben egy jól megalapozott biofilm mikrokolóniákban csoportosuló baktériumokból áll, az exopoliszacharid környező régióival és nyitott vízcsatornákkal, amelyek lehetővé teszik az élelmiszer számára, hogy könnyen elérje a baktériumokat és a hulladékanyagot, hogy könnyen kiszivárogjon a biofilmből.
a bakteriális biofilmek fontosak a fertőzések kialakulásában és kezelésében. A biofilmben a baktériumok nagyon ellenállnak olyan vegyi anyagoknak, mint az antibiotikumok, amelyek egyébként megölik a baktériumokat., Antibiotikum-rezisztens biofilmek fordulnak elő inert felületeken, például mesterséges szívbillentyűkön és vizelet katétereken, valamint élő felületeken, például epeköveken és a cisztás fibrózisban szenvedők tüdejében. A cisztás fibrózisban a baktériumok, elsősorban a Pseudomonas aeruginosa által alkotott biofilm védi a baktériumokat a gazdaszervezet immunrendszerétől. Az immunválasz évekig fennmaradhat, ami irritálja és károsítja a tüdőszövetet.