Biofilm

Der Biofilm ist ein an den Grenzflächen zwischen festen Körpern und Wasser bestehendes Netzwerk aus Mikroorganismen, geschlossene Schleimschicht (Film; ca. 110 µ Stärke), in die Mikroorganismen eingebettet sind. Die fest an der Zahnoberfläche haftenden Strukturen sind ein dreidimensionaler Verbund von Bakterien mit Kanälen, Kavernen und Flüssigkeitsströmungen, innerhalb derer die Mikroorganismen einen geänderten Stoffwechsel zeigen. Sie sind organisiert, kommunizieren und beeinflussen sich gegenseitig ("quorum sensing"). B. bilden sich überall dort, wo z.B. eine flüssige auf eine feste Phase trifft. Die sich festsetzenden Mikroorganismen sondern eine schleimartige Matrix aus polymeren Substanzen (EPS) ab, in welche sich weitere Bakterien einbetten. Wegen der Klebrigkeit der schleimigen Matrix lagern sich zusätzlich noch anorganische Substanzen ein und so entsteht ein strukturiertes dreidimensionales Gebilde von ca. 110 µ Stärke, welches dem einzelnen Mikrolebewesen darin einen ausgezeichneten Schutz bietet und sich auf veränderte Umweltbedingungen einzustellen: So lassen sich extreme pH-Schwankungen oder Medikamente (z.B. Antibiotika; Wirkungsverlust um das 100fache!) abwehren, wie auch Desinfektionsmittel und UV-Bestrahlungen abgemildert werden. Ein Desinfizieren von B. ist nicht möglich – lediglich die äußeren Schichten dieses Netzwerks werden geschädigt (Antibiotika erreichen nur die oberen 30 µ) und nach ein paar Tagen wieder von innen heraus repariert. Die Eigenschaften des B. sind eines der Gründe dafür, dass die Bakterien zu den erfolgreichsten Lebensformen der Erde gehören und auch unter extrem widrigen Umständen existieren können. Eine erfolgreiche Bakterienbekämpfung setzt deshalb immer eine Zerstörung (meist mechanisch) des B. voraus. B. zeichnen sich durch den Erwerb von Eigenschaften aus, die man bei frei schwimmenden ("planktonischen") Bakterien nicht findet: Die Bakteriendichte ist in Biofilmen bis zu l.000 x höher als in freien wässrigen Systemen. Ein Beispiel ist der Speichel (die planktonische Phase) mit bis zu 1 Milliarde (109) Bakterien pro Gramm (bzw. pro Milliliter) im Gegensatz zur Plaque mit bis zu einer Billion (1012) Bakterien pro Gramm. Während planktonische Systeme allein durch Verdünnen nahezu verschwinden können, zeigen sich Biofilme hiervon ziemlich unbeeindruckt. Im Gegenteil: Vorbeifließendes Wasser führt dem ortsständigen Biofilm neue Nahrung zu, transportiert Abfallprodukte ab – und hilft den Bakterien bei der Weiterverbreitung durch "Biofilm-Flocken". Bei mehr als 400 verschiedenen im Mund befindlichen Mikroorganismen, von denen einige noch immer keinen Namen haben und die z.T. noch nicht einmal kultiviert werden können, ist die eigentliche Struktur des B. noch nicht vollständig geklärt. Mechanische Maßnahmen zur Entfernung von B. sind häufig unbefriedigend, da selten eine restlose Entfernung gelingt und unterstützend angewandte gebräuchliche Mundspüllösungen unwirksam sind. Chlorhexidin z.B. wird um den Faktor 300 und Aminfluoride um den Faktor 75 gehemmt. Mögliche Ursachen dieser Hemmung sind erschwerte Penetration, langsamere Wachstumsraten der Bakterien im B., Austausch resistenter Gene und ungünstige Bedingen für den Wirkstoff im B.. Antibakterielle Mundspüllösungen auf der Basis ätherischer Öle (z.B. Listerine™) können dagegen in der Lage sein, den B. zu durchdringen und die Bakterien abzutöten. Andere Denkansätze möchten die Zahnoberfläche derart beschichten, dass sich kein B. anheften kann: easy to clean effect Neuere Untersuchungen des dentalen Biofilms zeigen eine "offene Bauweise" des B. mit Verbindungskanälen von der Oberfläche des Films bis zum Schmelz hin. Forschungen versuchen über diese Kanäle entsprechende "Gegenmittel" zur Zerstörung des B. bzw. der darin enthaltenen Bakterien einzuschleusen. Guided Biofilm Therapy, Kariesbakterien, Korrosion, Mundflora, Plaque, Plasma, Streptococcus mutans Fortbildung Orales Mikrobiom (zm, 2021) Hygienefähigkeit von Implantatversorgungen: Biofilm auf Implantaten und Abutments (zm, 2021) Biofilme auf dentalen Werkstoffen (zm, 2021) Biofilme generieren ihre Nährstoffversorgung selbst (dzw, 2019) Target des nichtinstrumentellen Biofilmmanagements (ZWP, 2018) Mit Zinn gegen den Biofilm (zm, 2020) Interaktion von partikulärem Hydroxylapatit und dem oralen Biofilm (Frederic Meyer, 2019) Ein neuer Weg der Kariesprävention – Beeinflussung des Biofilm-Metabolismus (zm, 2014) S3-Leitlinien zur Parodontitistherapie – Häusliches mechanisches Biofilmmanagement in der Prävention parodontaler Erkrankungen (zm, 2019)