根据欧洲疾病预防和控制中心(ECDC)的数据，每年在欧洲，有超过四百万人受到在医疗保健程序中感染的感染的影响。其中许多细菌感染是在医疗设备和体内植入物(例如导管，髋关节和膝关节假体或牙科植入物)周围发展的细菌感染。在最坏的情况下，需要移除植入物。

这样的细菌感染会给患者带来巨大的痛苦，并使医疗服务花费大量时间和金钱。另外，当前使用大量抗生素来治疗和预防这种感染，花费更多的钱，并加速了抗生素抗性的发展。

“我们研究的目的是开发抗菌表面，该表面可以减少感染数量和随后对抗生素的需求，并且细菌不能产生抗药性。我们现已表明，由聚乙烯和石墨纳米片混合物制成的定制表面可以杀死细菌。 99.99%的细菌试图附着在表面上。”查尔默斯理工大学生物与生物技术系系统生物学系Ivan Mijakovic教授的研究小组的博士后研究员Santosh Pandit说。

植入物上的感染是由细菌在体内(例如血液)中传播的细菌所致，该细菌正在寻找要附着的表面。当它们降落在合适的表面上时，它们开始繁殖并形成生物膜-细菌涂层。

查默斯(Chalmers)研究人员的先前研究表明，放置在植入物表面上的垂直石墨烯薄片如何形成保护性涂层，使细菌无法附着-就像旨在防止鸟类筑巢的建筑物尖峰一样。石墨烯薄片会破坏细胞膜，杀死细菌。但是生产这些石墨烯薄片是昂贵的，并且当前对于大规模生产是不可行的。

“但是现在，我们已经取得了同样出色的抗菌效果，但是使用了相对便宜的石墨纳米片，并混有非常多用途的聚合物。这种聚合物或塑料与石墨纳米片本身不是相容的，但是通过标准的塑料制造技术，我们成功地调整了材料的微观结构，使其具有相当高的填充量，从而达到了预期的效果。现在，它在许多生物医学应用中具有巨大的潜力，”工业和材料科学系副教授RolandKádár说道。查默斯。

植入物表面的纳米片可防止细菌感染，但至关重要的是，不会损害健康的人类细胞。人类细胞的大小是细菌的25倍左右，因此，尽管石墨纳米片能够切开并杀死细菌，但它们几乎不会刮擦人类细胞。

Santosh Pandit说：“除了减少患者的痛苦和对抗生素的需求外，此类植入物还可以减少后续工作的需要，因为它们在体内的保留时间比现在使用的更长。”“我们的研究还可能有助于降低此类感染在全球范围内引起医疗保健服务的巨大成本。”

在这项研究中，研究人员用不同浓度的石墨纳米片和塑料材料进行了实验。大约15%至20%的石墨纳米片的组成具有最大的抗菌效果-只要形态高度结构化即可。

RolandKádár说：“与之前的研究一样，决定性的因素是正确定向和分布石墨纳米片。必须对其进行精确的排序以达到最大效果。”