BIOFILM
EINFÜHRUNG :
Frei schwebende Bakterien in der Mundhöhle werden als planktonisch bezeichnet; Sie können sich jedoch innerhalb einer mikrobiellen Gemeinschaft organisieren, um ihre Überlebenschancen zu erhöhen.
1-DEFINITIONEN VON BIOFILM
*Laut LOE 1963: Es handelt sich um einen weichen, nicht verkalkten, bakteriellen Belag, der sich auf unzureichend gereinigten Zähnen bildet.
*Laut FRANK im Jahr 1969: Es handelt sich um einen äußerst polymorphen mikrobiellen Dschungel aus aeroben und anaeroben Bakterien, die durch eine extrazelluläre Matrix verbunden sind, die durch die erworbene Pellikel an der Zahnoberfläche haftet, sowie abgeschuppten Epithelzellen, polymorphonukleären Zellen und Leukozyten.
Es kann lange Zeit weich bleiben. Dies ist von Person zu Person und von Stelle zu Stelle im selben Mund unterschiedlich.
*Laut GLICKMAN im Jahr 1972: Es handelt sich um einen körnigen, weichen, amorphen Belag, der sich auf der Zahnoberfläche, auf Zahnrestaurationen und auf Zahnstein ablagert und nur durch mechanische Reinigung entfernt werden kann.
*Laut LINDHE, 1983: Es handelt sich um ein weißes, weiches Material, bestehend aus Bakterienaggregaten, Leukozyten und abgeschuppten Epithelzellen, das sich auf der Oberfläche der Zähne oder anderer fester Strukturen im Mund entwickelt.
*HALL-STODLEY et al 2004: Biofilme sind nicht einfach eine passive Ansammlung von Zellen, die an einer Oberfläche haften, sondern komplexe, strukturierte und dynamische biologische Systeme.
2. BILDUNG DES DENTALEN BIOFILMS
Es beginnt mit der Bildung des erworbenen Films, dann seiner Besiedlung durch bakterielle Keime und schließlich seiner Reifung.
2.1. Bildung einer exogen erworbenen Pellikel (EAP) :
Es bildet sich spontan auf der mineralisierten Zahnoberfläche durch die selektive Adsorption von Speichelproteinen. Die Hauptbestandteile von PAE sind Glykoproteine und Phosphoproteine. PAE kann sich positiv auf die Zahngesundheit auswirken oder zu deren Ungleichgewicht beitragen. Es hat eine schützende Wirkung und verhindert eine Entkalkung der Zähne, insbesondere bei der Einnahme säurehaltiger Speisen oder Getränke.
2.2. Bakterielle Adhäsion und Besiedlung:
Die Adhäsion ist ein primärer ökologischer Faktor, der für die Beständigkeit und das Überleben oraler Bakterien entscheidend ist. Die Anheftung von Pionierbakterien ist der erste Schritt bei der Bildung eines dentalen Biofilms. Diese Bakterien haben Adhäsine auf ihrer Oberfläche, die spezifisch PAE-Rezeptoren erkennen. Als Pionierorganismen gelten Streptokokken der Gruppe Mitis. Diese Adhäsion resultiert aus unspezifischen physikochemischen Wechselwirkungen zwischen den Bakterien und den Oberflächen (reversible Phase). Bei der irreversiblen Adhäsion handelt es sich um nichtselektive und selektive Wechselwirkungen. Die erste entsteht zwischen einer insgesamt negativ geladenen Bakterienoberfläche und der PAE. Die zweite betrifft spezifische Interaktionen zwischen bakteriellen Adhäsinen („Lektinen“) und Wirtsrezeptoren.
2.3. Biofilm-Reifung:
Pionierbakterien sind in der Lage, hohen O₂-Konzentrationen und den verschiedenen Ausscheidungsmechanismen der Mundhöhle standzuhalten. Ihr Wachstum ermöglicht die Anhaftung anderer Bakterienarten, die sich nicht an die PAE anheften konnten. Dies ist eine sekundäre Kolonisierung.
Mit zunehmender Schichtenanzahl entstehen neue Umweltbedingungen, der Sauerstoffgehalt sinkt und es entwickeln sich anaerobe Bakterien. Nach mehreren Stunden lagern sich neue Arten an die etablierten Bakterien an und erhöhen so die Vielfalt des jungen Zahnbiofilms. Diese Bakterienarten, „sekundäre oder späte Besiedler“, kommen hauptsächlich in gramnegativen Gattungen vor: Fusobacterium, Porphyromonas, Veillonella, Prevotella, Treponema.
Wenn der dentale Biofilm nicht beseitigt wird, wird die Gemeinschaft zunehmend komplexer. Das Gleichgewicht wird in 2 bis 3 Wochen erreicht. In diesem Stadium kann der Zahnbiofilm bis zu 10⁹ Bakterien pro mg Material enthalten. Das Wachstum des Biofilms stellt das Reifungsstadium dar.
3. DIE ZUSAMMENSETZUNG DES DENTALEN BIOFILMS
Der Biofilm besteht aus einer extrazellulären Matrix und Bakterien.
3.1. Die extrazelluläre Matrix , die zur Synthese der extrazellulären Membran „ECM“ führt. Diese Matrix ermöglicht die Aggregation sekundär kolonisierender Bakterien und den Zusammenhalt des Biofilms. Die interbakterielle Substanz besteht aus Speichelglykoproteinen, lysierten Bakterien und bakterieller ECM.
Die MEC besteht zu 25 % aus der Wasserphase, aber auch aus Sacchariden (Dextrane, Levane, andere Polysaccharide, Glykogen), Einfachzuckern, Lipiden, Proteinen, Spurenelementen, Calciumionen und Phosphaten.
Kohlenhydrate (Polysaccharide, Levane und Dextrane) machen 20 % des Trockengewichts des Biofilms aus. Sie dienen Bakterien als Energiequelle oder fungieren als Gerüst für die Matrix und Struktur des Biofilms.
3.2. Bakterien : Mehr als ein Dutzend davon gelten mittlerweile als Krankheitserreger des Zahnhalteapparates. Darunter sind vor allem gramnegative Bakterien, insbesondere Pg, AgC, Tf, Td. Einige dieser Bakterien verfügen über biochemische Eigenschaften, die für die Pathogenese parodontaler Erkrankungen von Bedeutung sind. In diesen Komplexen stellt sich nach und nach ein stabiles ökologisches Gleichgewicht ein und bei den beteiligten Bakterien unterscheidet man zwischen hochpathogenen Komplexen und weniger pathogenen Komplexen.
• Aggregatibacter actinomycetemcomitans Serotyp b, das allein einen Komplex bildet, da es nicht in der Lage ist, sich den anderen Bakterien anzunähern.
• der gelbe Komplex: gebildet aus Streptococcus spp.
• der grüne Komplex: Capnocytophaga spp., AgC Serotyp a, Ec .
• der Purpurkomplex: Veillonella parvula und Actinomyces odontolyticus .
• der orange Komplex: Cg, Cr, Cs, En, Pi, Pn, Pm und die Unterarten von Fn .
• der rote Komplex: Pg, Tf und Td .
BIOFILM
Die Bakterienkomplexe von Socransky et al. (1998)
Einige Bakterien können Wachstumsfaktoren für andere absondern. Darüber hinaus bestehen interkomplexe Assoziationen: Der orange Komplex ist eng mit dem roten Komplex verwandt, und auch zwischen dem gelben und dem grünen Komplex besteht eine Verwandtschaft.
4. TRANSFORMATION VON BIOFILM IN SKALIERUNG
Unter Ablagerung versteht man die Mineralisierung eines Biofilms, der Kristalle aus verschiedenen Calciumphosphaten produziert. Zahnstein besteht hauptsächlich aus mineralischen, organischen und anorganischen Bestandteilen. Zunächst erscheinen kleine Kristalle am Rand der Bakterienmembran. Dieses Phänomen erstreckt sich dann auf die gesamte interbakterielle Matrix und dann auf die Bakterien selbst. Die Kristallbildung im Biofilm beginnt nach 38 Stunden und es dauert nur 12 Tage, bis gut verkalktes Weinsteingewebe entsteht.
Zahnstein entsteht vor allem durch die Ausfällung von Karbonat- und Phosphat-Ionen aus dem Speichel. Diese Mineralsalze werden durch eine organische Matrix, Epithelzellen, Fettkügelchen, Leukozyten und Bakterien vereint. Darüber hinaus scheint alkalischer Speichel eine wesentliche Voraussetzung für die Zahnsteinbildung zu sein. Es gibt zwei Arten von Zahnstein:
¬ Supragingivaler Zahnstein: Oder Speichelzahnstein, der sich koronal oder oberhalb des Zahnfleischrands befindet. Es hat eine weißliche Farbe, eine gallertartige Konsistenz und lässt sich durch manuelles Entkalken mehr oder weniger leicht entfernen.
¬ Subgingivaler Zahnstein: Oder Serumzahnstein, der sich apikal oder unter dem Zahnfleischrand, im Sulcus oder in der Zahnfleischtasche befindet. Er ist häufig viel dunkler, härter und durch manuelles Scaling schwieriger zu entfernen als supragingivaler Zahnstein.
BIOFILM
5. KLASSIFIZIERUNG VON BIOFILM
5.1. Supragingivaler Biofilm: ist klinisch erst ab einer bestimmten Dicke erkennbar, erscheint dann als gelblich-weißer Belag, der sich zunächst entlang des Zahnfleischrandes befindet. Die Identifizierung erfolgt entweder mithilfe einer über die Zahnoberfläche geführten Sonde oder durch Färbung. Supragingivale Plaques bilden sich schneller während des Schlafs und werden durch Speichel beeinflusst. Patienten mit Mundtrockenheit weisen eine große Menge an supragingivaler Plaque auf. Bei Patienten mit weicher Kost bildet sich rasch supragingivale Plaque, während faserige und zähe Nahrungsmittel die Plaquebildung verzögern.
Von 0 bis 2 Tagen: Vermehrung der zunächst anhaftenden Mikroorganismen.
45 % Kokken G+: Streptokokken
25 % G+ Stäbchen: fakultative oder obligate Anaerobier (Actinomyces)
20 % Kokken G-. und 5 % G-Sticks.
3 bis 4 Tage : Vermehrung spindel- und filamentöser Bakterien .
5. bis 9. Tag: Auftreten von Spirillen und Spirochäten (komplexe Flora).
9 bis 14 Tage Etwa am 14. Tag ist die Plaque ausgereift. Es besteht aus:
50 % G+; 30% G-;
8 % spindelförmig; 8 % Filamente;
2 % Vibrionen; 2 % Spirochäten.
5.2. Subgingivaler Biofilm :
Es stellt die apikale Kontinuität des supragingivalen Biofilms dar; Es ist die Ursache für Parodontalerkrankungen. Durch die anfängliche Besiedlung durch Bakterien des gelben, grünen und violetten Komplexes zusammen mit Actinomyces wird die Umgebung im Biofilm verändert, sodass sich zunächst Bakterien des orangefarbenen Komplexes und schließlich diejenigen des roten Komplexes entwickeln und in den subgingivalen Biofilmen die Mehrheit bilden.
| Am Zahn befestigt | Am Epithel befestigt | Nicht angeschlossen |
| Erstreckt sich nicht bis zum Saumepithel | Reicht bis zum Saumepithel | Reicht bis zum Saumepithel |
| Kann in das Zement eindringen | Kann Epithel und Bindegewebe durchdringen | |
| Verbunden mit Zahnsteinbildung und Wurzelkaries | Im Zusammenhang mit Gingivitis und Parodontitis | Im Zusammenhang mit Zahnfleischentzündungen |
6. PATHOGENE KRAFT DES BIOFILMS
6.1. Direkte Faktoren: Lytische Enzyme
Die von Mikroorganismen produzierten Enzyme sind zahlreich und vielfältig. Proteasen und Kollagenasen sind die wichtigsten lytischen Enzyme, die die Proteine angreifen, aus denen das Parodontium besteht.
- Exoenzyme: werden von Bakterien in die äußere Umgebung abgegeben, wo sie die organischen Bestandteile abbauen, die nicht durch die Plasmamembran diffundieren können. Dies sind Lipasen, Nukleasen, Proteasen, Polysaccharide und insbesondere Hyaluronidasen.
- Ektoenzyme: Sie sind mit der Zytoplasmamembran verbunden und greifen in die Penetration und den Stoffwechsel von Substraten innerhalb der Zelle ein. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um Permeasen.
- Endoenzyme: sind intrazytoplasmatisch und entstehen durch enzymatische Ausscheidung der lebenden Bakterien in die äußere Umgebung, werden aber auch nach der Zerstörung der Bakterienmembran produziert.
| Enzyme | Aktion |
| Hyaluronidase | – Erweiterung der Interzellularräume des Epithels. – Dissoziation von Epithelzellen auf der Ebene der Mukkopolysaccharide mit Verlust von Desmosomen und anderen interzellulären Verbindungen. – Abnahme der Viskosität der Grundsubstanz des Bindegewebes. – Erhöhte Durchlässigkeit des Bindegewebes. |
| Kollagenase | – Zerstörung der Kollagenfasern. – Veränderung der Endothelwand der Kapillaren. |
| Protease | – Proteinabbau. – Senkung des sauren pH-Werts. – Zerstörung der Kollagenfasern. |
| B. Glucuronidase | – Funktion identisch mit der von Hyaluronidase |
6.2. Indirekte Faktoren:
6.2.1. Toxine: Bakterien setzen Toxine frei, die eine wichtige Rolle im Fortschreiten des Entzündungsphänomens spielen und die Synthese lytischer Enzyme auslösen.
Wir unterscheiden:
- Endotoxine: Lipopolysaccharide werden nach der Zerstörung gramnegativer Bakterien freigesetzt.
Sie können verursachen:
- Eine pyrogene Wirkung, die zu einer Erhöhung der Temperatur des Wirts führt.
- Vorübergehende Leukopenie, gefolgt von Hyperleukozytose.
- Hypoglykämie.
- Eine Verringerung der Resistenz gegen mikrobielle Infektionen.
- Eine Vielzahl von Durchblutungsstörungen, insbesondere Blutungen.
6.2.2. Antigene:
Antigene von Bakterien werden durch Immunabwehrreaktionen nicht vollständig gehemmt, diese Reaktion richtet sich gegen den angegriffenen Organismus und lysiert ihn
das Gewebe, das es hätte schützen sollen. Es handelt sich hauptsächlich um Wandantigene und solche, die mit der bakteriellen Zytoplasmamembran und Flagellenantigenen in Zusammenhang stehen.
7. Herdinfektion
Die für Parodontalerkrankungen charakteristische bakterielle Aggression führt zur Gewebezerstörung, die insbesondere durch von den Wirtszellen produzierte Enzyme (Metalloproteasen) und entzündungsfördernde Zytokine wie IL-1 und (TNF) α moduliert wird. Aus diesem Grund wurde kürzlich die Hypothese aufgestellt und durch einige Studien bestätigt, dass diese Verbindungen bei der Entwicklung verschiedener allgemeiner Pathologien eine Rolle spielen können.
BIOFILM
ABSCHLUSS
Das Wissen um die Eigenschaften von Biofilmen sollte schon bald den Zugang zu neuen Therapien ermöglichen, die die lokale Umwelt besser respektieren, die Gesundheit des Einzelnen und der Gemeinschaft weniger schädigen und die Bildung einer schützenden Plaque kommensaler Bakterien im Gleichgewicht mit den Abwehrkräften des Wirts ermöglichen.
BIOFILM
Weisheitszähne können Infektionen verursachen, wenn sie nicht entfernt werden.
Zahnkronen stellen die Funktion und das Aussehen beschädigter Zähne wieder her.
Geschwollenes Zahnfleisch ist oft ein Zeichen einer Parodontitis.
Kieferorthopädische Behandlungen können in jedem Alter durchgeführt werden.
Kompositfüllungen sind diskret und langlebig.
Kompositfüllungen sind diskret und langlebig.
Interdentalbürsten reinigen enge Zwischenräume effektiv.
Ein halbjährlicher Besuch beim Zahnarzt beugt Zahnproblemen vor.