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出典検索?: "バイオフィルム" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2016年11月）
カテーテルに生成した黄色ブドウ球菌のバイオフィルム

バイオフィルム（Biofilm）、菌膜（きんまく）とは、固体や液体の表面に付着した微生物が形成する生物膜[1]。
概要

身近な例としては、歯垢や台所のヌメリなどがある。自然界にも広く存在し、基質と水があれば、あらゆる場所に存在する。たとえば、水中の石の表面についている膜状のものなどが当てはまる。バイオフィルム内では嫌気性菌から好気性菌、従属栄養から独立栄養のものまで様々な種類の微生物が存在し、その中で様々な情報伝達を行いながらコミュニティを形成していると考えられている。異種微生物間の情報伝達物質としてクオルモンが注目されている。
医療におけるバイオフィルム

医療においては、カテーテル内に黄色ブドウ球菌などがバイオフィルムを形成することが問題となる。これは、バイオフィルム内の細菌は、抗生物質や免疫に対する抵抗性が高くなるからである。

歯科医療では、口腔二大疾患のう蝕と歯周病が共にバイオフィルム感染症であることから、予防、治療、予後のどの場面においても、抗生物質の効かない厄介なバイオフィルムにどう対処するかが大きな課題である。歯は固体で液体の唾液に囲まれており、口腔内は温度的にも栄養的にもバイオフィルムの繁殖に最適である。さらに歯は皮膚や粘膜のように剥落しないため、バイオフィルムが定着、成長しやすい。歯科衛生士が歯の表面を用具で、必ずしもすべてではないがバイオフィルムを除去する。
生態系におけるバイオフィルム

岩石や堆積物、堆積物粒子、植物、大型藻類の表面など、あらゆる場所に存在している。バイオフィルムの内部と外部では、微生物の生息密度が異なる。たとえば水中では、生息密度に数百?数千倍の差があるという。バイオフィルム内には、細菌はもちろん、原生動物、藻類など、多種多様な生物が生息している。自然界における物質の転換、浄化作用などにも深く関与していると考えられている。

また、岩などの表面でバイオフィルムを食べる貝の食料となっている[2]。
バイオフィルムの構造
大まかな構造バイオフィルムの構造の簡略図

基質に付着した細菌が、細胞外多糖(EPS, extracellular polysaccharide）を分泌する。EPSはバリアーや運搬経路の役割を果たし、環境変化や化学物質から内部の細菌を守る。そういった作用により、生息密度の高い閉鎖的なコロニーが形成され、恒常性が保たれる。
構造の詳細

栄養状態、温度、光など様々な条件により、規模や形態が異なる。フィルムと名にあるが、多くは立体的な構造を持つ。コロニー内にも環境条件の違いが存在し、種の棲み分けもみられる。ここでは、下図「微生物とそのコロニーの変遷」にある、キノコ型のコロニーを説明する。このコロニーでは、いくつかの孤立したバイオフィルムが密集し、部分的にバイオフィルム同士が融合している。フィルムの下部には、隙間が多く形成され、水や養分を通す経路となる。
バイオフィルムの成り立ち裸地からコロニーの変遷微生物とそのコロニーの変遷「水中でのバクテリア付着（英語版）」を参照