天然植物和动物表皮启发了一种防感染的工程植入物
一些自然表面，如昆虫的翅膀已经进化出了杀菌功能，研究人员希望将其转化为保健材料。蜻蜓的翅膀、荷叶、蝉翼--由于数千年的进化，大自然已经优化了这些表面和其他表面的行为方式，以提供抗菌功能。一个跨学科的国际研究小组正试图找到转化这些特征的最佳方法，以创造出受自然启发的杀菌表面，用于医疗植入物中。
他们在AIP出版社的《应用物理评论》杂志上讨论了理想的植入材料的表面结构和化学成分。
"来自伦敦南岸大学的作者Saurav Goel说："自然界中的物体具有这样独特的特征，比如比细菌更尖锐的尖刺，这使它们具有干扰和杀死细菌的能力，使它们具有抗菌性。"我们可以用我们的超精密工程仪器制造这些特征。"
尽管对天然表面杀死细菌的机制进行了许多研究--无论是由于化学反应、表面的粗糙度、细菌在表面休息的能力，还是其他原因--商业开发几乎不存在。作者说，这部分是由于缺乏合适的制造技术来大规模生产这些受自然启发的特征，Goel称这是21世纪应用物理学所面临的主要难题之一。
Goel和他的团队正致力于开发一种新的基于激光的技术，该技术可以通过以自由的方式制造所需的特征来修改材料的表面属性，基于他们生成的三维计算机模型。一旦该方法得到充分发展，他们计划创建一个植入物的示范原型，并对其进行测试以监测其细菌活性。
"来自英国白金汉郡米尔顿凯恩斯大学医院的作者Oliver Pearce说："最终目标是我可以植入一个有临床证据的假体，它可以杀死细菌并降低感染率。
尽管由植入物引起的感染比例相当低，但由于全世界有这么多假肢在使用，感染的数量很大，给卫生保健系统带来了巨大的成本。然而，这些感染绝大多数是由葡萄球菌和链球菌引起的，因此根除它们的影响将减少高达90%的感染。这项技术是通用的，将适用于身体所有部位的假肢。
"拥有一个能杀死细菌的先进表面，并说感染问题已经根除，这是简单化的，"皮尔斯说。"它不会消除所有的感染，但在我看来，它将使感染率大大降低。"