近日，发表在《化学工程杂志》上的一项新研究报告了一种新颖的两步方法，可有效去除细菌生物膜并防止其再生，为解决浴室瓷砖、厨房水槽等处的顽固污渍提供了新思路。

“从卫生间到食品工厂，生物膜无处不在，”化学与生物分子工程教授Hyunjoon Kong指出，“生物膜还是医院患者之间交叉污染的主要原因，且存在于牙齿或骨植入物等医疗器械上。”

细菌生物膜并非由单个自由漂浮的细胞引起，而是形成复杂的群落，由外部3D基质支撑，这种基质提供结构支架和防御机制，保护菌落免受抗菌剂侵害。因此，与分离的细菌细胞相比，生物膜对抗菌剂表现出更高的耐药性。

为了有效杀死生物膜中的细菌，研究团队致力于削弱细胞和基质之间的相互作用。在孔教授的指导下，研究小组分别用未消毒剂、过氧化氢或过氧化氢和过氧乙酸的混合物对铜绿假单胞菌生物膜进行处理，并统计处理后立即及24小时后的菌落形成细菌数量。结果显示，虽然大多数细菌细胞被化学处理杀死，但生物膜在第二天会重新长出。

研究团队利用先进的软件处理免疫染色显微镜图像，构建了生物膜的3D渲染图，发现化学物质虽然去除了超过50%的生物膜，但基质仍有很大一部分残留。这些残留基质为细菌的生存提供了更好的环境，导致生物膜再生。

为了解决这一问题，研究团队采用了先前开发的自驱动抗菌微泡器(SLAM)来破坏和取代生物膜的EPS。SLAM颗粒在激活时会产生氧气泡，对生物膜造成机械破坏。随后，使用过氧化氢和过氧乙酸的混合物去除残留的细胞。经过连续24小时的治疗，未观察到铜绿假单胞菌再生，且生物膜的复发得到了进一步抑制。

孔教授表示，希望未来能够将这项新技术转化为实际应用，并正在研究改进牙科植入物的消毒方法，以及开发低成本策略以大规模生产SLAM粒子。

更多信息： Yu-Heng Deng 等，《生物膜的回归：通过减轻细胞-基质相互作用控制再生》，《化学工程杂志》(2025)。期刊信息： 化学工程杂志