我们已经见过一些抗菌表面，它们可以在接触时第一时间杀死微生物，但英国科学家最近探索了一种不同的、可能更有效的途径。他们创造了类似迷宫的表面图案，可以阻止细菌附着形成有害的生物膜菌落。如果植入物、导管、呼吸管或其他医疗器械表面仅存在少量细菌，通常危害不大。然而，当这些细菌繁殖形成厚而黏、对治疗有抗性的菌落（即生物膜）时，就可能引发感染等严重问题。

该显微镜图像显示了单个细菌细胞在 10 微米高的拓扑特征（黄色轮廓）之间的通道内游动的路径（蓝色=慢，青绿色=快）

在表面材料中注入缓释抗生素或许能有效防止这种情况发生，但随着时间的推移，细菌最终会对抗生素产生耐药性。抗生素还可能对患者周围组织产生不良副作用，而且抗生素最终也会耗尽。

为了寻求一种更可持续的替代方案，诺丁汉大学的一个研究小组寻找可以添加到现有塑料医疗设备表面的防止生物膜的微观图案。

在保罗·威廉姆斯（Paul Williams）和摩根·亚历山大（Morgan Alexander）教授的带领下，科学家们利用机器学习算法开发了2176种不同的图案，并进行了实验。这些图案被压印在扁平聚苯乙烯芯片的表面，随后芯片上接种了铜绿假单胞菌和其他类型的细菌。

表现最佳的图案由较高特征之间运行的网格状狭窄通道网络组成。

当细菌被困在这些通道中时，它们会产生一种润滑物质来逃出。这种物质阻止细菌和其他微生物粘附在塑料上，这意味着它们无法形成生物膜。因此，与普通的无压纹塑料相比，感染的可能性降低了高达15倍。

拍摄早期图像两小时后，被捕获的细菌细胞开始产生润滑物质，阻止随后的生物膜形成

“使用物理图案化表面比涂层方法的优势在于，它可以应用于现有的设备材料，从而降低商业应用的门槛，”亚历山大教授说道。“我们的发现可以为英国国家医疗服务体系 (NHS) 节省大量资金。”

这项研究发表在最近发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文中。