综述：多功能抗生物膜材料：表面工程与纳米治疗策略在生物膜预防与根除中的应用

本综述系统探讨了针对细菌生物膜（Biofilm）这一临床顽疾的创新解决方案，提出通过表面工程（Surface Engineering）和纳米治疗（Nanotherapeutic）双轨策略应对其耐药难题。文章聚焦医疗植入物抗黏附涂层（Anti-adhesive Coatings）与纳米平台（Nanoplatforms）的协同设计，强调多机制整合对突破胞外聚合物（EPS）屏障的关键作用，为抗微生物耐药（AMR）时代提供前瞻性技术路径。

　　

细菌生物膜：医学界的隐形堡垒

生物膜作为微生物在胞外聚合物（EPS）基质中形成的结构化群落，其三维架构包含多糖、蛋白质和eDNA等成分，形成物理化学双重屏障。这种"微生物城市"通过群体感应（Quorum Sensing）调控生命周期，导致慢性感染反复发作——统计显示全球每年近百万人死于相关感染，医疗成本超千亿美元。

抗生物膜涂层：构筑防御前线

医疗植入物表面工程通过三大策略阻断生物膜萌芽：

1. 抗黏附涂层（如聚乙二醇化）利用空间位阻效应降低细菌初始附着；
2. 杀菌涂层（含银离子或抗菌肽）直接灭活早期定植菌；
3. 生物膜干扰涂层通过分解信号分子破坏微菌落形成。典型案例显示，负载溶菌酶的pH响应涂层可使金黄色葡萄球菌黏附率降低98%。

纳米治疗平台：精准爆破生物膜

针对成熟生物膜，纳米颗粒凭借EPR效应穿透EPS屏障：
• 铁基纳米酶催化产生羟基自由基，同时降解基质和杀灭休眠菌；
• 光热-抗生素偶联系统实现时空可控的"热刀+药物"协同治疗；
• 噬菌体仿生纳米机器人展现出对铜绿假单胞菌生物膜的定向清除能力。

未来挑战与整合策略

当前技术仍面临转化瓶颈：涂层耐久性不足、纳米材料生物相容性待优化。研究者建议构建"监测-预防-治疗"智能系统，例如整合群体感应抑制剂（QSI）的刺激响应材料，或将成为突破AMR困局的关键钥匙。