20.06.2017 · Fachbeitrag · Biofilme

Dentale Plaque: Bakterien schützen sich mit dem Lotuseffekt

| Plaque auf den Zähnen oder der bräunlich zähe Schleim in Abflussrohren sind zwei bekannte Beispiele für bakterielle Biofilme. Solche Beläge zu entfernen, ist oft sehr schwierig, auch weil sie sehr stark wasserabweisend sind. Wissenschaftler der TU München konnten zeigen, wie solche Biofilme ihre Oberfläche anpassen, um Wasser abzuweisen, und dabei Lotusblättern ähneln. |

Bakterien umgeben sich mit einer dichten Hülle von selbst hergestellten chemischen Bausteinen (Polymere), um sich vor Umwelteinflüssen zu schützen. Diese Kombination von Bakterien und dem von ihnen produzierten Schleim nennt man Biofilm. Mikroorganismen, die diese Oberflächenbeläge bilden, sind äußerst trickreich, um sich vor fließendem Wasser - und damit vor dem Ablösen - zu schützen. Nicht nur in Abflussrohren, sondern auch an medizinischen Implantaten oder Schläuchen kann das zum großen Problem werden.

„Biofilm ist nicht gleich Biofilm - auch wenn er vom selben Bakterium erzeugt wird“, sagt Prof. Oliver Lieleg, Professor für Biomechanik. Die Forscher stellten fest, dass das Bakterium „Bacillus subtilis“ Biofilme mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften herstellen kann. Mikroorganismen nutzen dabei Effekte, die aus der Pflanzenwelt bekannt sind: das wasserabweisende Verhalten der Blätter von Lotuspflanzen und Rosen. Lieleg und sein Team konnten nachweisen, dass die Oberflächenstruktur stark verwandt zu denen der Pflanzenblätter ist. Genau wie die Blätter weist auch der Biofilm rauhe Strukturen sowohl im Mikrometer- als auch im Nanometerbereich auf, die dazu führen, dass die Benetzung mit Wasser erschwert wird.