目前，將植入物導入人體內替代組織或輔助器官工作已成為一種常見的治療手段，如髖關節和膝關節置換器、起搏器等，但術后的植入物感染很難避免。在之前的一項研究中，研究人員檢查了患者體內106個不同類型的植入物和周圍組織，發現百分之七十的植入物被細菌、真菌或兩者所定殖。

這些感染不僅給患者的身體和經濟帶來了沉重的負擔，而且最糟糕的情況下還需要對植入物進行移除。目前醫學界一般會采用大量的抗生素來治療和預防此類感染，但這種方式不僅耗資巨大，而且還加速了細菌抗藥性的發展，治標卻不能治本。

不過最近研究人員發現了一種可“治本”的預防手段——根據最近一項由瑞典查爾摩斯工學院研究所發表在《小型期刊》上的研究稱，若在醫療植入物表面嵌入納米石墨片，就可以殺死99.99%試圖在植入物上定殖的細菌，防止發生細菌感染。

植入物表面的納米片可以防止細菌感染，最重要的是不會損傷健康的人體細胞

圖片來源：Yen strandqvist / chalmers

防感染原理

植入物之所以容易發生細菌感染，是因為細菌在通過血液和其他類型的體液在體內循環時，會選擇它作為一個可以附著的表面。當這些微生物降落在其表面時，就會開始繁殖并形成一種被稱為細菌涂層的生物膜。于是這提供給了研究人員一個新思路，若細菌無法在植入物表面附著，那是不是就可以避免感染？

在早期的研究中，查爾摩斯工學院的研究院發現，將直立的石墨烯薄片放置在植入物表面時，確實可以產生一個保護性的生物膜，就像阻止鳥類筑巢時的尖刺一樣，使微生物無法附著在上面。但這種石墨烯片的成本很高，并不適合商業生產。

于是研究人員轉而使用較為便宜的納米石墨片和聚乙烯進行實驗，發現也能擁有出色的殺菌能力。研究人員稱，“這種聚合物與石墨納米片材料本質上并不相容，但通過對其微觀結構的調整，也能擁有非常高的填充量，最終達到預期的效果。現在它在生物醫學領域有著巨大的應用潛力。”

為了達到殺菌的最大效果，這種石墨納米片必須要在植入物表面進行非常精確的排列，不僅能抑制細菌感染，而且當它切開并破壞病原體時，并不會影響到健康的人類細胞。科學家們測試了不同濃度下的石墨納米片的殺菌效果，結果表明，15%~20%的石墨納米片的抗菌效果最好。

“除了減少病人的痛苦和對抗生素的需求外，這些植入物還可以減少很多后續工作，因為它們可以在體內停留更長的時間。”查爾摩斯工學院的博士后研究員Santosh Pandit 補充到，“我們的研究將有助于降低這類感染在全球范圍內造成的巨大醫療保健成本。”

來源：azonano

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