湖南
想象一下，未来医疗设备不再需要依赖抗生素来防止感染，而是通过巧妙的物理设计，就能让细菌“无处遁形”！现在，这项颠覆性技术正从实验室走向现实。英国诺丁汉大学的科学家们取得了一项重大突破，他们发现了一种独特的塑料表面图案，能够显著阻止细菌在医疗设备上繁殖，有望彻底改变我们对抗感染的方式！
这项发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的研究指出，当细菌细胞接触到带有特定凹槽图案的表面时，它们就无法形成“生物膜”——这种黏性的、附着在表面的结构，是细菌抵御人体免疫防御和抗生素的关键屏障。通过破坏生物膜的形成，感染可以在初期就被阻止，同时还能触发人体自身的免疫系统，清除任何残留的细菌。
这项研究由诺丁汉大学生命科学学院的保罗·威廉姆斯（Paul Williams）教授、药学院的摩根·亚历山大（Morgan Alexander）教授以及计算机科学学院的同事们，与荷兰的简·德博尔（Jan DeBoer）合作完成。
目前，许多医疗植入物和设备，比如导管和呼吸管，都是由塑料制成的。一旦细菌在这些塑料表面形成生物膜，就变得非常难以用抗生素治疗，这也是医院感染的一大难题。为了解决这个问题，研究人员过去曾尝试在塑料材料中添加抗生素或其他抗菌剂。然而，这种方法存在缺陷，例如可能导致细菌产生抗生素耐药性。
诺丁汉大学的团队另辟蹊径，他们筛选了2000多种由不同塑料（包括医用聚氨酯）制成的表面图案，最终找到了能够有效阻止生物膜形成的关键设计。他们发现，在最佳的生物膜抑制图案中，凸起图案上的微小缝隙会“困住”细菌细胞，诱使它们产生一种润滑剂，从而阻止其粘附在塑料表面上。这不仅能阻止生物膜的形成，还能让人体自身的免疫防御细胞更容易清除感染细菌，从而预防感染。
分子微生物学专家威廉姆斯教授表示：“我们的研究将之前在医疗设备中引入抗生素的想法向前推进了一步，我们想知道是否能用同样的材料在导管上创造一个细菌不喜欢、无法形成生物膜的简单‘地形’。”他强调，这种方法不仅可以防止细菌粘附，还能激活身体的免疫系统来杀死已经粘附在表面的细菌。
亚历山大教授指出，与涂层方法相比，使用物理图案化表面的优势在于它可以应用于现有的设备材料，从而降低了商业应用的障碍。这项突破性发现，有望为医疗保健系统节省大量资金，并显著降低医疗设备相关的感染率。研究人员希望在未来的资助下，能与医疗设备公司合作，将这项技术应用于实际的医疗设备中。
参考资料：DOI:10.1038/s41467-025-60567-x
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