Viscoelasticity of oral biofilms and antimicrobial penetration

Het is volgens promovenda Yan He de volgende stap vooruit sinds Anthonie Leeuwenhoek in de 17de eeuw tandplak onder zijn microscoop bestudeerde en zag hoe deze biofilm zich gedroeg. He maakte, samen met haar UMCG-collega’s, een kwantitatieve analyse van biofilms. Ze concludeert dat de visco-elastische eigenschappen van biofilms ervoor zorgen dat ze zo lastig aan te pakken zijn.
Biofilms zijn dunne laagjes micro-organismen die zich vasthechten aan een oppervlak en vervolgens moeilijk te verwijderen zijn. Wetenschappers zijn het erover eens dat biofilms visco-elastisch zijn. Dat betekent dat ze zowel rekbaar zijn als weerbarstig wanneer er druk op wordt uitgeoefend. Hoe deze eigenschappen functioneren kan berekend worden met het wiskundige model van de 19e-eeuwse natuurkundige Maxwell. He bestudeerde daarvoor drie verschillende onderliggende processen van biofilms met karakteristieke tijdconstanten: een snelle, gemiddelde en een langzame reactie op stress.
Ze ontdekte dat de componenten die verantwoordelijk zijn voor de snelle reactie ervoor zorgen dat antimicrobiële middelen moeilijk in de biofilm kunnen doordringen. Bacteriën die bijdragen aan de langzame reactietijd hebben juist een positieve invloed op antimicrobiële penetratie. Die relaties heeft ze vervolgens in de praktijk getoetst. De resultaten kunnen helpen om bijvoorbeeld tandplak met een elektrische tandenborstel beter aan te pakken.
Yan (Helen) He (Pingliang, China) studeerde Geneeskunde aan de Sichuan University. Zij verrichtte haar promotieonderzoek bij de afdeling Medische Microbiologie (W.J. Kolff Instituut) van het Universitair Medisch Centrum Groningen. Het onderzoek werd onder andere gefinancierd door de China Scholarship Council en het W.J. Kolff Instituut. He werkt als tandarts/orthodontist in opleiding in de School of Stomatology, Wenzhou Medical College (China).