Bewältigung bakterieller Bedrohungen in einer post-antibiotischen Ära: Bioinspirierte Strategien für das Design antibakterieller Oberflächen

Das Aufkommen von Antibiotika revolutionierte das Management bakterieller Infektionen, doch ihre klinische Wirksamkeit wird katastrophal durch das globale Auftreten von antimikrobieller Resistenz (AMR) untergraben. Darüber hinaus wird die Situation dadurch verschärft, dass die Bildung von bakteriellen Biofilmen auf Materialoberflächen die Toleranz gegenüber Antibiotika erheblich erhöht. Daher besteht ein dringender Bedarf an neuen Ansätzen, die antibakterielle Mechanismen verwenden, die sich von denen herkömmlicher Antibiotika unterscheiden, um das Risiko von AMR zu mildern. Kürzlich wurden natürliche Oberflächen, die auf typischen Pflanzen und Insekten vorkommen und die physikalische Topografie nutzen, identifiziert, die entweder die bakterielle Anhaftung inhibieren oder direkt bakterielle Zellen inaktivieren können. Dies zeigt innovative „out-of-the-box“ Perspektiven für antibakterielle Anwendungen und weckt erhebliches Interesse aufgrund ihrer medikamentenfreien Natur. Bioinspirierte Mikro-/Nanostrukturen, die natürliche Oberflächenmuster nachahmen, wurden auf verschiedenen Biomaterialien repliziert, um ihre antibakteriellen Eigenschaften zu verbessern. Diese Übersicht fasst die aktuellen Fortschritte bei bioinspirierten antibakteriellen Oberflächen zusammen und erklärt die zugrunde liegenden Mechanismen verschiedener Strategien. Anschließend werden synergistische antimikrobielle Oberflächen, die eine Kombination verschiedener physikalischer antibakterieller Strategien umfassen, überprüft, um ihr Potenzial für hoch effiziente Desinfektion und langlebige antibakterielle Leistung hervorzuheben. Schließlich wurden die biomedizinischen Anwendungen sowie die zukünftigen Herausforderungen bio-inspirierter antibakterieller Strategien weiter diskutiert. Wir hoffen, dass diese Übersicht wertvolle Einblicke für die Entwicklung innovativer, antibiotikafreier antibakterieller Strategien bieten kann, die eine starke Leistung im Kampf gegen AMR liefern.