综述：战略性防御：医用植入物抗医院感染新方法综述

这篇综述系统探讨了医用植入物表面工程创新策略，聚焦聚合物基植入物（PBMI）的微生物定植防控。通过多层涂层（layer-by-layer）、等离子喷涂（plasma spray）、季铵盐接枝（QAS）等技术增强抗菌活性，结合光刻图案（lithographic patterning）和3D打印等先进制造工艺改变表面拓扑结构，为对抗植入物相关感染（IAIs）和生物膜形成提供了多维度解决方案。

　　

Abstract

植入物相关感染（IAIs）因微生物在医用植入物表面的持久定植而成为临床重大挑战，常导致植入失败和术后并发症。随着技术进步，通过表面改性策略抑制生物膜形成已成为研究热点。聚合物封装金属纳米颗粒的逐层涂层技术、等离子增强化学气相沉积（PECVD）等接枝方法，以及季铵盐（QAS）的电荷干扰机制，显著提升了植入物的抗菌性能。此外，紫外/等离子体活化表面以增强润湿性，以及光刻图案化和电子沉积等新兴制造技术，通过改变表面拓扑结构调控微生物粘附行为，为抗感染植入物设计开辟了新途径。

Introduction

医疗植入物引发的医院感染（HAIs）对患者构成严重威胁。据统计，每17例术后患者中就有1例因导管或骨科植入物相关血流感染（BSIs）或手术部位感染死亡。聚合物基植入物（PBMI）虽具有耐腐蚀性，但生物膜形成会导致聚合物机械强度下降，甚至释放微生物色素污染周围组织。传统灭菌方法如环氧乙烷处理对敏感聚合物效果有限，而抗菌素耐药性（AMR）的加剧进一步凸显了表面工程创新的紧迫性。如研究者所言，“防御城堡需要城墙与骑士”，表面改性正是植入物的“防御城墙”——通过氯己定、万古霉素等抗菌涂层，或抑制群体感应基因Agr的生化修饰，构建多重防御体系。

Fabrication methods for surface modification in medical implants

光刻和电子束光刻（EBL）技术可精确构建微纳米级图案，模拟细胞外基质调控细胞行为。例如，通过等离子喷涂在金属植入盘表面形成抗菌涂层，或利用化学气相沉积实现聚合物与纳米颗粒的稳定结合。3D打印技术则允许定制复杂拓扑结构，减少细菌粘附位点。

Surface modification strategies to combat microbial colonization

季铵盐（QAS）通过电荷差异捕获并破坏细菌膜结构，而多层涂层可实现治疗剂的局部缓释。表面活化技术如紫外处理增加亲水性，使细菌难以附着。值得注意的是，金属纳米颗粒（如银纳米粒）与聚合物的复合涂层展现出协同抗菌效应。

Conclusion and future directions

表面工程策略通过整合材料科学和微生物学原理，为抗感染植入物设计提供了多尺度解决方案。未来需进一步探索长效抗菌涂层与宿主组织的相容性平衡，以及智能化响应性表面的开发。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非文献数据。）