Materialeigenschaften von Biofilmen – eine Übersicht über Methoden zum Verständnis von Permeabilität und Mechanik

Mikroorganismen können Biofilme bilden, die aus zahlreichen Zellen bestehen und von einer hydratisierten extrazellulären Matrix aus Polymeren umgeben sind. Zentrale Eigenschaften des Biofilms werden durch diese extrazelluläre Matrix bestimmt, die der 3D-Biofilmstruktur mechanische Stabilität verleiht, die Fähigkeit des Biofilms reguliert, an Oberflächen zu haften, und die Fähigkeit des Biofilms bestimmt, Gase, gelöste Stoffe und fremde Zellen zu adsorbieren. Trotz ihrer entscheidenden Relevanz für das Verständnis und die Beseitigung von Biofilmen sind die Materialeigenschaften der extrazellulären Matrix wenig untersucht. Hier bieten wir dem Leser einen Leitfaden zu aktuellen Technologien, die genutzt werden können, um spezifisch die Permeabilitäts- und mechanischen Eigenschaften der Biofilm-Matrix und ihrer interagierenden Komponenten zu bewerten. Insbesondere heben wir technologische Fortschritte in der Instrumentierung und die Interaktionen zwischen mehreren Disziplinen hervor, die das Spektrum der verfügbaren Methoden zur Durchführung dieser Studien erweitert haben. Wir überprüfen bahnbrechende Arbeiten, die unser Verständnis der Materialeigenschaften von Biofilmen vorantreiben.