Assim que os biofilmes se instalam sobre alguma superfície, inicia-se o processo de anexação irreversível, ou seja, o processo, como descrevemos a partir dos pili de fixação que não se dispersa mais naturalmente. A partir desse ponto, inicia-se um processo de divisão celular, multiplicação e de recrutamento de novos microrganismos. A tendência será de mudança em formato e tamanho. Dessa forma, o biofilme oferece às células que se encontram no seu interior proteção contra ataques externos, sejam naturais ou propositais causados pela açao humana. Estudos chegam a apontar que bactérias no interior de biofilmes chegam a ter uma resistência até cem vezes superior do que as mesmas espécies em vida livre na água. 

Biofilmes maduros crescem vagarosamente e estudos do desenvolvimento molecular e genético no interior dos biofilmes mostram sem dúvidas que os micorganismos possuem comportamentos bastante diferentes em vida live (vida planctônica) e vida em comunidade, isso implica na alteração da ativação e desativação de inúmeros genes específicos. A ativação também é alterada dependendo do estágio do biofilme: há genes específicos para o momento de fixação nos substratos e genes para a excreção da matriz extracelular.

Biofilme criado em laboratório para pesquisas onde é possível ver claramente os canais para passagem de água, a matriz extracelular e microcomunidades microbiológicas. Origem da foto: site do CDC
Biofilme criado em laboratório para pesquisas onde é possível ver claramente os canais para passagem de água, a matriz extracelular e microcomunidades microbiológicas. Origem da foto: site do CDC

Assim que um biofilme está completamente maduro ele se assemelha muito mais a uma complexo de microcomunidades de microrganismos distribuídos de forma heterogênea do que uma mistura desorganizada homogênea de água, células e nutrientes. Essas microcomunidades ficam imersas na matriz intracelular (conhecida como matriz extracelular de substâncias poliméricas, ou EPS em inglês) excretada pelas células que lá se encontram e estão separadas entre si por espécies de canais de água por onde circulam  algumas células soltas, água, oxigênio, nutrientes e possivelmente até mesmo agentes antimicrobianos. Esse tipo de estrutura faz com que cada biofilme seja único, conferindo uma unicidade particular para cada formação. Inclusive essa distribuição entre microcomunidas, matriz extracelular e canais de água são encontradas em biofilmes de culturas mistas (diferentes espécies de microrganismos) como de culturas únicas (uma única espécie de microrganismos, como por exemplo as Pseudomonas aeruginosa). 

A arquitetura do estágio maduro é bastante heterogênea tanto no espaço quanto no tempo, mudando constantemente em função de processos externos quanto internos. Um processo recentemente estudado mostra inclusive a mobilidade de células de diferentes espécies entre as microcomunidades internas nos biofilmes. Essa mobilidade, dependendo das espécies envolvidas pode dar diferentes impactos ao biofilme, por exemplo, quanto mais mobilidade existe entre as microcomunidades mais solta e dispersa são as estruturas do biofilme como um todo, enquanto que células mais estáveis dão características mais compactas às estruturas.