一些昆虫翅膀，如蝉和蜻蜓，具有杀死接触细菌的纳米柱结构。然而，迄今为止，导致细菌死亡的确切机制一直未知。使用一系列先进的成像工具、功能测定和蛋白质组分析，布里斯托大学的研究已经确定了纳米柱可以破坏细菌的新方法。这些重要的发现将有助于设计更好的抗菌表面，用于潜在的生物医学应用，如不依赖抗生素的医疗植入物和设备。
布里斯托大学牙科学院的生物医学材料教授Bo Su说：“在这项工作中，我们试图更好地理解纳米柱介导的杀菌机制。目前的教条是纳米柱通过刺穿细菌细胞导致溶菌来杀死细菌。然而，我们的研究表明，纳米柱的抗菌效果实际上是多因素的，依赖于纳米地形和物种。除了纳米柱对细菌细胞膜的变形和随后的穿透，特别是对于革兰氏阴性菌，我们发现这些纳米柱的抗菌特性的关键也可能是物理阻抗和诱导氧化应激的累积效应。
我们现在可以希望将这种对纳米柱与细菌相互作用的扩展理解转化为改进的生物材料的设计，以用于实际应用。”这项研究由医学研究委员会资助，其影响是深远的。Su教授解释说：“现在我们理解了纳米柱破坏细菌的机制，下一步是将这种知识应用于具有增强抗菌特性的纳米图案表面的合理设计和制造。
此外，我们将研究这些纳米柱对人类干细胞的反应，以便开发真正具有细胞指导性的植入物，这些植入物不仅能防止细菌感染，还能促进组织整合。”