een biofilm is een populatie van bacteriën, algen, gist of schimmels die groeit aan een oppervlak. Het oppervlak kan leven of niet leven. Voorbeelden van het leven oppervlakken waar biofilms kunnen groeien omvatten de tanden, tandvlees, en de cellen die de intestinale en vaginale traktaten lijn. Voorbeelden van niet-levende oppervlakken zijn
rotsen in waterlopen en geïmplanteerde medische hulpmiddelen zoals katheters.
rudimentaire kennis van de aanwezigheid van biofilms is al eeuwenlang bekend., De bacterie Acetobacter aceti die aan houtsnippers is bevestigd, wordt bijvoorbeeld al sinds de negentiende eeuw gebruikt voor de vervaardiging van azijn. Ondanks deze geschiedenis werden biofilms tot in de jaren ‘ 80 meer als een curiositeit gezien. veel van wat bekend is over micro-organismen en over specifieke gebieden zoals bacteriële antibioticaresistentie is het gevolg van het gebruik van bacteriën die groeien als drijvende (planktonische) populaties in vloeibare groeibronnen.,
vanaf de jaren ‘ 80 is er bewijs verzameld dat heeft geleid tot de erkenning dat de drijvende vorm van bacteriegroei kunstmatig is, en dat de biofilm vorm van groei de natuurlijke en geprefereerde groeiwijze is voor microben. Nu wordt aangenomen dat vrijwel elk oppervlak dat in contact komt met micro-organismen in staat is om biofilmvorming te ondersteunen.
veel van wat bekend is over biofilms is afkomstig van de studie van bacteriën. Typisch, bestaat de biofilm die in het laboratorium wordt bestudeerd uit één bacterieel type., Observatie van slechts één groeiende bacteriën maakt studie van de vorming en het gedrag van de biofilm gemakkelijker te bereiken. In een natuurlijke omgeving, echter, wordt een biofilm vaak samengesteld uit een verscheidenheid van bacteriën. Tandplak is een goed voorbeeld. Honderden soorten bacteriën kunnen aanwezig zijn in de biofilm die zich op het oppervlak van de tanden en tandvlees vormt.
de vorming van een biofilm begint wanneer drijvende bacteriën een oppervlak tegenkomen. Gehechtheid kan niet specifiek of specifiek voorkomen., De specifieke gehechtheid impliceert de erkenning van een oppervlaktemolecuul door een andere molecuul op de oppervlakte van het micro-organisme. De bacteriële gehechtheid kan door aanhangsels zoals flagella, trilharen, of het holdfast van caulobacter crescentus worden geholpen.
gehechtheid wordt gevolgd door een meer langdurige associatie met het oppervlak. Voor bacteriën, impliceert deze vereniging structurele en genetische veranderingen. De genen worden uitgedrukt na oppervlaktehechting., Een bijzonder onderscheidend resultaat van deze preferentiële genetische activiteit is de productie van een grote hoeveelheid van een suikerhoudend materiaal bekend als de glycocalyx of de exopolysaccharide. De suikerlaag begraaft de bacteriële populatie, waardoor de biofilm ontstaat.
naarmate de tijd verstrijkt, kan een biofilm dikker worden. Een oudere, meer volwassen, biofilm verschilt van een jongere biofilm., Studies die instrumenten gebruiken die in een biofilm kunnen sonderen zonder fysiek zijn structuur te verstoren hebben aangetoond dat de bacteriën dieper binnen een biofilm stoppen met het produceren van expopolysaccharide en hun groeisnelheid vertragen om bijna slapend te worden. In tegenstelling, groeien de bacteriën aan de rand van de biofilm sneller en produceren grote hoeveelheden exopolysaccharide. Deze activiteiten vinden tegelijkertijd plaats en worden inderdaad gecoördineerd. De bacteriën kunnen chemisch met elkaar communiceren., Dit fenomeen, dat quorum het ontdekken wordt genoemd, staat een biofilm toe om te groeien en moedigt bacteriën aan om een biofilm te verlaten en nieuwe biofilms elders te vormen.
een ander verschil in biofilms die zich in de loop van de tijd ontwikkelen betreft hun driedimensionale structuur. Een jonge biofilm is vrij uniform in structuur, met de bacteriën gelijk geregeld door de biofilm., In tegenstelling, bestaat een gevestigde biofilm uit samen in microcolonies geclusterde bacteriën, met omringende gebieden van exopolysaccharide en open kanalen van water die voedsel toestaan om de bacteriën en afvalmateriaal gemakkelijk te bereiken om uit de biofilm gemakkelijk over te gaan.
bacteriële biofilms zijn belangrijk voor de vestiging en behandeling van infecties. Binnen de biofilm zijn bacteriën zeer resistent tegen chemicaliën zoals antibiotica die anders de bacteriën zouden doden., Antibioticaresistente biofilms komen voor op inerte oppervlakken zoals kunsthartkleppen en urinekatheters, en op levende oppervlakken, zoals galstenen en in de longen van die die met cystic fibrosis worden getroffen. Bij cystische fibrose, beschermt de biofilm die door bacteriën wordt gevormd, hoofdzakelijk Pseudomonas aeruginosa, de bacteriën tegen het immuunsysteem van de gastheer. De immuunrespons kan jarenlang aanhouden, wat het longweefsel irriteert en beschadigt.