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病原微生物感染能显著引起人口死亡以及巨大医疗经济负担。某些常规临床治疗期间遇到的感染的治疗仍然非常棘手,例如假体关节感染（prosthetic joint infection,PJI）、骨髓炎等。彻底外科清创手术联合抗生素长期使用是治疗这类破坏性感染的经典治疗方法。滥用抗生素治疗细菌感染可导致多重耐药（multiple drug resistance,MDR）细菌的出现以及体内全身药物毒性反应。基于目前缺乏有效的抗生素及相应的细菌耐药性的增多,迫切要求开发有效的抗菌剂来应对如此困境。近年来对二维纳米材料（two-dimension nanomaterials,2D NMs）独特的物理和化学性质深入了解,其作为抗菌剂的应用的研究引起了科学家对抗菌药物领域的研究关注。目的:探讨一种新型二维纳米材料——石墨烯样硅纳米片（graphene-like silicon nanosheets,GS NSs）在体外、体内的抗菌效果及其相关作用机制。方法:1、采用从上至下液相超声剥离技术制备GS NSs,采用扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）、明和暗场TEM及高分辨率（high resolution transmission electron microscopy,TEM）和相应的选区电子衍射（selected area electron diffraction,SAED）评估GS NSs的材料结构形态。其次,采用高角度环形暗场（high-angle annular dark field,HADDF）和X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）来确定GS NSs的表面硅元素的化学状态及材料结构完整性。最后,采用拉曼光谱技术测定材料的比表面积。2、体外抗菌实验方面,革兰氏（+）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA）和革兰氏（—）大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）分别与递增浓度GS NSs(0,10,25,50,100,and 200μg mL-1)以在37℃下共孵育4小时后,通过稀释涂板法评估细菌抑制效果。此外与上述浓度共培养8小时,每一小时测600nm波长的吸光度来绘制生长抑制曲线。应用live/dead染色并在荧光显微镜观察下定性细菌活性状态,采用流式细胞技术（flow cytometry,FCM）量化细菌死亡率。为探讨潜在的抗菌机制,进一步通过SEM和TEM评估GS NSs作用后细菌形态变化及膜结构的完整性,并通过乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）释放来评估细菌内容物外漏程度。3、建立皮下植入物感染模型,采用局部注射GS NSs(0 mg kg-1,4 mg kg-1,10mg kg-1,20 mg kg-1)治疗,用稀释涂板法评估相应标本残留细菌。采用苏木素-伊红（hematoxylin&eosin,HE）染色和吉姆萨（Giemsa）染色评估组织学变化和残留细菌。结果:1、采用液相超声剥离方法成功制备GS NSs,通过SEM发现GS NSs具有良好堆叠的层状微结构,明场和暗场TEM显示剥离的GS NSs呈少层超薄透明。通过HRTEM图像和SAED图案证实了GS NSs的六边形结构,同时XRD显示分层并未改变GS NSs的六角形结构。通过HADDF和元素映射确定GS NSs中的原始硅（silica,Si）元素成分。拉曼测量显示GS NSs的剥离高度为2nm,且其在521 cm-1附近具有强拉曼峰。2、GS NSs分别与两种细菌作用后,随着GS NSs浓度增加,存活细菌逐渐减少及其相应的细菌存活率逐渐降低,并且在200μg mL-1 GS NSs处细菌存活率低于10%,同时呈红色荧光信号的细菌逐渐增多,相应FCM细菌存活率与荧光和涂板结果保持一致。高浓度GS NSs的吸光度值在4h左右,且在随后时间明显低于低浓度组,并SEM和TEM观察发现与GS NSs共孵育后,结构完整的细菌数量显着减少,GS NSs紧密粘附在细菌周围,有些细菌膜破裂,随着GS NSs浓度增加,LDH释放显着增加。3、经过局部注射治疗相关感染,随着GS NSs浓度增加,皮肤病变面积逐渐减少,金属垫片和植入物周围感染组织的残留细菌量随着给药浓度增加均成下降趋势,SEM结果与涂板结果存在类似的趋势。组织学观察发现随着GS NSs浓度增加,在植入物—软组织界面及主要器官炎症反应逐渐减轻、残留细菌逐渐减少。结论:1、采用液相超声剥离方法可成功制备GS NSs,该材料呈完整的六边形结构,具有高度剥离、透明、高表面积的特点。2、GS NSs对革兰氏（+）及革兰氏（—）细菌均具有良好的体外抗菌活性,该抗菌作用与剂量和时间相关,其作用机制可能是材料与细菌相互作用引起细菌被膜破裂,细菌内容物释放。3、局部注射GS NSs可减少皮下植入物感染模型中植入物及其周围软组织的细菌负荷、缓解局部炎症、减少组织破坏。