2022年1月5日整理發(fā)布：華盛頓，2022 年 1 月 4 日——對抗生素耐藥性感染的日益關(guān)注，加上手術(shù)工具、植入物和頻繁接觸的表面引起的醫(yī)院獲得性感染，近年來加快了抗菌材料的開發(fā)。
用于制造殺生物材料的傳統(tǒng)濕化學(xué)方法復(fù)雜、耗時(shí)且昂貴。在AIP 出版的《應(yīng)用物理雜志》上，來自比利時(shí)、捷克共和國和的研究人員提供了一個(gè)教程，他們在其中探索了一種稱為等離子表面工程的有前途的替代方案。
“基于等離子體的工程是一種廉價(jià)且環(huán)保的方法，因?yàn)樗恍枰褂萌軇?，并且可以相對直接地?cái)U(kuò)大到工業(yè)生產(chǎn)，”共同作者 Anton Nikiforov 說。
該技術(shù)依賴于非平衡等離子體或部分電離氣體，它會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)來改變材料表面的特性。等離子體內(nèi)的不同溫度水平——通常是電離的惰性氣體、氧氣或空氣——會產(chǎn)生不同的化學(xué)途徑?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)用于幾乎任何固體材料的表面活化、涂層沉積和表面納米結(jié)構(gòu)的電功率來操縱反應(yīng)。
等離子工程可以創(chuàng)造接觸殺滅、防污和藥物釋放表面。接觸殺滅材料通過在接觸時(shí)刺穿微生物的微觀尖峰來破壞微生物。一項(xiàng)研究表明，等離子蝕刻的黑硅納米柱結(jié)構(gòu)對多種細(xì)菌具有高度殺菌作用，包括金黃色葡萄球菌，這是一種眾所周知的抗生素耐藥細(xì)菌，會引起嚴(yán)重的皮膚感染，還會感染血液、肺、心臟和骨骼。
防污材料可防止微生物在表面積聚形成生物膜和其他危險(xiǎn)的微生物環(huán)境。其中一些材料的靈感來自大自然已經(jīng)發(fā)明的東西，例如蟬和蜻蜓翅膀的防污特性，它們由納米柱組成，可在接觸時(shí)殺死微生物并產(chǎn)生生物化學(xué)物質(zhì)以排斥水分。
等離子聚合超疏水薄涂層——受荷葉啟發(fā)的防水材料——也已被廣泛開發(fā)和研究其防污性能。由于缺乏水分，可防止微生物粘附在這些表面上并在其上繁殖。
藥物釋放表面控制抗菌化合物的釋放，從而能夠?qū)⒖股馗邉┝枯斔偷侥繕?biāo)位置，這在手術(shù)后很有用。例如，萬古霉素，一種常見的抗生素，沉積在球形顆粒內(nèi)。這是在氣溶膠輔助等離子體沉積中實(shí)現(xiàn)的，該沉積結(jié)合了高能等離子體和藥物氣溶膠。
已經(jīng)開發(fā)了多種基于等離子體的方法來創(chuàng)建此類表面，包括低壓和大氣壓等離子體蝕刻、等離子體聚合、濺射、納米顆粒的氣體聚集、氣溶膠輔助等離子體沉積以及相同方法的各種組合。
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