美国物理研究所
等离子蚀刻纳米结构抗菌表面
信用:爱思唯尔
近年来，对抗生素耐药性感染的担忧日益加深，加上手术工具、植入物和大量接触表面导致的医院获得性感染的流行，加速了抗菌材料的发展
用于产生杀生物材料的传统湿化学方法复杂、耗时且昂贵
在《应用物理学杂志》上，来自比利时、捷克共和国和意大利的研究人员提供了一份教程，他们在其中探索了一种被称为等离子体激活表面工程的有前途的替代方案
合著者安东·尼基福罗夫说:“基于等离子体的工程是一种廉价且环保的方法，因为它不需要使用溶剂，并且可以相对直接地扩大到工业生产。”
该技术依靠非平衡等离子体或部分电离气体，产生化学反应来改变材料表面的性质
等离子体中不同的温度水平——通常是离子化的惰性气体、氧气或空气——会产生不同的化学路径
反应可以通过调节用于表面活化、涂层沉积和几乎任何固体材料的表面纳米结构的电力来控制
利用等离子体的工程可以创造出杀死接触、防污和药物释放的表面
接触杀灭材料通过接触时刺穿微生物的微小尖刺来消灭微生物
一项研究表明，等离子蚀刻的黑硅纳米柱结构对多种细菌具有高度杀菌性，包括金黄色葡萄球菌，这是一种众所周知的抗生素抗性细菌，可导致严重的皮肤感染，也可感染血流、肺、心脏和骨骼
防污材料防止微生物在表面积累形成生物膜和其他危险的微生物环境
其中一些材料的灵感来自大自然已经发明的东西，例如蝉和蜻蜓翅膀的防污性能，它们由纳米柱组成，接触时杀死微生物并产生生物化学物质来排斥水分
等离子体聚合超疏水薄涂层——受荷叶启发的防水材料——也因其防污性能而被广泛开发和研究
由于缺乏水分，微生物被阻止附着和繁殖在这些表面上
药物释放表面控制抗微生物化合物的释放，使抗生素能够高剂量输送到目标位置，这在手术后是有用的
例如，万古霉素，一种常见的抗生素，沉积在球形颗粒中
这是在结合高能等离子体和药物气溶胶的气溶胶辅助等离子体沉积中实现的
已经开发了许多基于等离子体的方法来产生这种表面，包括低压和大气压等离子体蚀刻、等离子体聚合、溅射、纳米粒子的气体聚集、气溶胶辅助等离子体沉积以及相同方法的各种组合
尽管基于等离子体的工程肯定会加速，但仍有挑战需要克服，包括需要更好地理解细菌是如何粘附在表面上的，以及微生物被破坏时到底发生了什么
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