植入材料表面细菌感染的发生

为深入贯彻落实《全民科学素质行动规划纲要（2021-2035）》，响应公众对生物医用材料的表面生物功能化领域的认知需求，中国生物材料学会生物材料表界面工程分会联合宁波华甫医疗科技有限公司共同推出材料表面的功能化改性系列科普文章。

今日带来的是“材料的表面生物功能化系列科普”第一期《植入材料表面细菌感染的发生》，欢迎关注！

植入材料的细菌感染是怎么发生的呢？

医用钛和聚醚醚酮等生物医用材料因良好的材料性质，常被用于人体骨骼等硬组织的修复，这些材料也被称为植入材料。当材料植入人体后，手术形成的创伤部位，人体免疫防线相对薄弱，细菌在这些地方游荡并“伺机而动”，试图在植入材料的表面寻找新的领地。

浮游的细菌在液体中飘摇，借助引力、布朗运动的助力，或液体的流动，在材料表面展开了一场激烈的“抢滩登陆战”。

先经历一场拉锯战，细菌依靠范德华力和氢键的力量，可逆地吸附与脱落。随后细菌在材料表面铺开的“蛋白地毯”上，找到结合点牢牢站稳，完成从摇摆到稳定的不可逆转变。

至此，细菌迈出攻占领地的第一步。

细菌一旦在材料表面站稳脚跟，便迅速繁衍生息，从孤胆战士变为群落“社区”。

这些群落从小的规模成长，逐渐融合成一片茂盛的“菌毯”-生物膜。

材料表面会出现肉眼可见的菌斑，这层膜极大地提高了细菌对药物的耐药性，使内部细菌极难被杀死。

当细菌群落成熟时，便开始释放新的细菌，这些“远征军”会寻找新的栖息地。这个扩散过程会与人体免疫系统发生冲突，导致周围组织感染和发炎，展开一场健康的保卫战。

综合上述过程，对于植入材料而言，如果材料本身能减少细菌粘附，或能够杀灭粘附在其表面的细菌，即具有良好的抗菌性能，是抑制细菌生物膜产生、降低术后感染产生抗菌作用的关键因素。