在聚氨酯中引入羧基甜菜堿可以生成兩性離子聚合物，這種材料可以抵抗生物膜的生長長達六個月。使用這種聚合物制造醫療設備（例如導管）可以減少感染患者的數量。當微生物降落在物體表面時，它們自然會形成生物膜。微生物聚集在嵌入細胞外聚合物基質的結構化群落中。大約80％的人類細菌感染涉及生物膜，生物膜的結構使其對抗生素具有高度抗性。

因此，許多研究小組正在開發微生物無法粘附的表面。 2007年，華盛頓大學的Gang Cheng和他的同事證明，兩性離子聚合物可以抵抗生物膜生長10天。出現這種令人興奮的可能性。兩性離子聚合物通過在頂部形成水分層來抵抗細菌粘附，從而形成物理屏障。但是，這些材料具有機械問題，因此不能在實際應用中使用。現在，在芝加哥的伊利諾伊大學，Cheng通過調整普通材料聚氨酯的防污性能解決了這個問題。程說：“我們的策略是將羧基甜菜堿前體作為一種新成分摻入聚氨酯中，或替代聚氨酯合成中的一種組分。合成非常簡單，反應物也很便宜。這種材料的另一個優點是可以通過“羧基甜菜堿前體產生兩性離子層，該兩性離子層通過快速的自催化水解抵抗細菌，從而提供防污性能。結合聚氨酯的可調節機械性能，該團隊生產出了可適應不同應用的表面。先前的研究評估了24小時內生物膜的生長，研究表明該表面在長達兩周的時間內沒有生長。 Gang的小組將材料暴露于營養豐富的培養基中暴露于銅綠假單胞菌和表皮葡萄球菌六個月后，發現該物質完全阻止了生物膜的生長。麻省理工學院的化學工程師羅伯特·蘭格（Robert Langer）說：“六個月后，零膜的形成確實令人印象深刻。

該方法也易于使用。銅綠假單胞菌和表皮葡萄球菌與生物醫學應用有關，這些非常重要。結果：“目前，患者不能使用同一根導管超過三個月，更換它們可能會很痛苦。 Gang樂觀地認為這種新材料可以使醫療器械使用壽命更長。 “這種材料將大大降低與醫療器械相關的感染率。如果我們能夠解決生物膜問題，則可以減輕患者的痛苦并挽救許多生命。我們還證明了這種材料可以延遲血液凝結，這意味著您可以防止在不服用抗凝劑的情況下防止由醫療設備引起的血凝塊。該團隊還建議將其用作環境中船用涂料的防污成分。 

“這是潛在的重要貢獻，因為幾十年來防污表面的發展一直是微生物學和材料科學的圣杯。”前《生物材料》雜志的編輯，目前為美國韋克森林再生醫學研究所的大衛工作。威廉姆斯說：“我們已經知道某些兩性離子聚合物對生物膜形成的抵抗力，但這是第一次。性能已被引入到工程聚合物中，例如這種聚氨酯。” Gang的團隊現在專注于調整材料并針對不同的應用進行測試。 “這項直接工作花了我們三年時間。這個目標是基于10年的思考。我們還站在這一領域的先驅者身上。現在，我們幾乎可以解決這個長期存在的問題。”

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