仿生纖毛塗層：醫療支架抗感染新突破

最新研究顯示，在醫療支架與導管表面覆蓋名為「纖毛」的細微毛狀結構（如圖示），能大幅提升清潔效率，減少頻繁更換的需求。這項受海星幼體啟發的創新設計，可透過超音波震動沖洗掉致病菌膜，研究成果已於4月28日刊登於《美國國家科學院院刊》。

瑞士伯恩大學生物醫學工程師Francesco Clavica指出，結晶化合物與微生物形成的黏性生物膜，常造成泌尿支架與導管功能失效。「這些器械處於人體溫暖潮濕的環境，簡直是細菌滋生的溫床。」微生物與鹽類結垢不僅會阻塞管腔引發感染，外部形成的銳利沉積物更可能造成移除困難。目前全球每年需植入超過150萬支腎臟支架，每3至6個月就必須更換。

研究團隊採用矽基聚合物製作出可清潔支架原型，其矩形結構高150微米、寬4毫米、長25毫米，短邊內壁布滿傾斜排列的纖毛。高速攝影顯示，當施加超音波時，相當於紙張厚度的100微米纖毛，能以每秒10毫米的速度驅動液體流動。

蘇黎世聯邦理工學院機器人專家Daniel Ahmed解釋，超音波引發的纖毛震動會產生反向旋轉的流體渦流，這種仿海星幼體攝食機制的設計，能將尿液與雜質推向膀胱方向。「當纖毛形成絨毛毯結構時，會產生協同效應形成強勁沖流。」實驗證實該設計能有效清除人工尿液結晶、細菌與生物膜，且不損害人體細胞。

Clavica坦言，這種內外壁皆覆蓋纖毛的特殊支架，可能還需近十年才能臨床應用。研究團隊下一步將進行豬隻實驗，Ahmed期待未來患者能在家自行清潔器械：「這正是我們的終極目標。」