Mikrobiologia

Nowoczesne biomateriały w walce z biofilmem

Dr n. med. Anna Tomusiak

Katedra Mikrobiologii

Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego

Wyniki najnowszych doniesień dają dużą nadzieję na skuteczne zwalczanie problemu

Jama ustna będąca środowiskiem bytowania ok. 500 różnych gatunków bakterii to szczególne miejsce formowania się złożonej struktury biofilmu bakteryjnego, który jest przestrzennie zorganizowanym skupiskiem komórek mikroorganizmów otoczonych polisacharydową macierzą.

Biofilm

Biofilm bakteryjny może formować się na twardych i miękkich tkankach jamy ustnej, stanowiąc główną przyczynę chorób stomatologicznych (próchnicy, stanów zapalnych dziąseł i przyzębia). Ponadto występowanie biofilmu stwierdza się wewnątrz kanałów korzeniowych, a także na powierzchni różnych materiałów stomatologicznych, takich jak materiały kompozytowe do wypełnień, materiały do endodoncji, materiały ortodontyczne i implanty.[1]

Od wielu lat prowadzone są intensywne badania nad opracowaniem biomateriału, który byłby w stanie zahamować adhezję komórek bakteryjnych i formowanie się biofilmu.

Obecnie wiadomo, że proces ten uzależniony jest od wielu czynników, m.in. od składników powierzchniowych komórek bakteryjnych (białka powierzchniowe, śluz) oraz właściwości fizykochemicznych samej powierzchni, gdzie zasadnicze znaczenie odgrywają:

Ładunek powierzchniowy

1. Powierzchnia komórek większości bakterii jest naładowana ujemnie, zatem powierzchnie biomateriałów o ujemnym ładunku powinny być bardziej odporne na adhezję komórek bakteryjnych. Niestety nie zawsze tak się dzieje. Wyniki niedawno przeprowadzon...

Pełna wersja artykułu omawia następujące zagadnienia:

Hydrofobowość

2. Hydrofobowość i hydrofilowość powierzchni biomateriałów mają bezpośredni wpływ na sposób oddziaływania z żywymi komórkami. Generalnie płaszczyzny wysoce hydrofobowe są lepiej [...]

Topografia

3. Powierzchnie chropowate są szybciej zasiedlane przez bakterie niż materiały o powierzchni gładkiej. Właściwość ta uzależniona jest jednak od wielkości komórek [...]

Sztywność

4. Właściwość ta zwykle była pomijana w badaniach nad przyleganiem bakterii do powierzchni. Najnowsze doniesienia pokazują jednak, że sztywność powierzchni materiału [...]

Strategie walki z biofilmem

Obecnie znane są różne strategie walki z biofilmem. Są to jednak rozwiązania krótkotrwałe, bowiem bakterie wciąż rozwijają nowe mechanizmy, które pozwalają [...]