Die schleimige Matrix aus einer Lebensgemeinschaft verschiedener Mikroorganismen, die sich an Grenzflächen ansiedelt, wird seit Anfang der 90iger Jahre des letzen Jahrhunderts allgemein als Biofilm bezeichnet.

Charakteristisch dafür sind:

- schleimige glitschige Beläge an Grenzflächen

- verklebte Häufungen von Mikroorganismen

- komplexe Gebilde und Vorgänge

- Aufwuchs

- Mischkulturen

Mehr als 99 % aller Bakterien leben in Biofilmen auf unterschiedlichen

organischen und anorganischen Oberflächen von Pflanzen, Tieren und Steinen

und von Menschenhand geschaffenen Oberflächen

Nur etwa 1 % - 0,1 % der Bakterien leben frei im Wasser, d.h. im

„planktonischen Zustand“. Biofilme entstehen in allen wässrigen Systemen, wenn Mikroorganismen sich an

Grenzflächen ansiedeln. Die Bakteriendichte im Biofilm beträgt ca. 107 - 1011/ ml

Entwicklung eines Biofilms

1. Ansiedlungs- oder Induktionsphase:

Freie Mikroorganismen oder Fragmente von Biofilmen haften auf Grenzflächen an und bilden einen Basisfilm diese Phase dauert maximal einige Stunden

2. Akkumulationsphase:

Extrazellulärer polymerer Substanzen (EPS)-produzierende Bakterien siedeln sich auf dem Basisfilm an und bilden den Oberflächenfilm und die „Bulk“-Schicht nahe der Oberfläche (von zähflüssiger Konsistenz)

3. Existenz- bzw. Plateauphase:

Gleichgewicht zwischen Aufwachsen und Abtrag (z. B. Scherkräfte, Abweiden durch Protozoen), einlagig im nährstoffarmen Medium, mehrlagig bei gutem Nährstoffangebot. Ab einer bestimmten Größe lösen sich aktiv Bakterien ab, gehen in den planktonischen Zustand über und verbreiten sich

Warum bilden Bakterien einen Biofilm?

In einen Biofilm lebende Mikroorganismen sind unempfindlicher ( bis zu 500 mal) gegenüber Antibiotika, das Immunsystem (Antikörper wie Makrophagen) , Desinfektionsmitteln oder bestimmten Enzymen .

Zudem schützt der Biofilm gegen Austrocknung.

Die verschiedenen Arten von Mikroorganismen leben synergistisch zusammen, kooperieren physiologisch miteinander und schützen sich gemeinsam mit ihrer extrazellulären Matrix, halten auch engen Kontakt zur unterstützenden Oberfläche. Botenstoffe (z. B. Homoserin-Lactone) schalten genseitig Gene an und ab

Die Biofilmbildung ist abhängig von :

- Primäreintrag der Keime, Eintrittspfade (Wasser,kontaminierte Materialien, Lecks)

- dem Nährstoffangebot

- der Oberflächenbeschaffenheit der Grenzfläche , Material oder Rauhigkeit

- der Fließgeschwindigkeit

- verwertbarer Kohlenstoffgehalt