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哈爾濱工程大學(xué)15日發(fā)布消息，該校材化學(xué)院蓋世麗教授及所在無機(jī)功能材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究團(tuán)隊揭示了一種精準(zhǔn)、高效的“壓電催化”抗癌治療新機(jī)制，團(tuán)隊研制的BiO2-x納米片首次應(yīng)用于癌癥的壓電催化治療、酶催化治療和聲熱治療的協(xié)同作用。與使用高毒性化療藥物的治療方法相比，該催化腫瘤治療方法高效、特異性強(qiáng)、安全性高，以更穩(wěn)定和高效的氧化還原反應(yīng)結(jié)果的動態(tài)控制，為壓電材料靶向腫瘤治療的設(shè)計提供了新的思路。

惡性腫瘤的發(fā)病率逐年遞增，已經(jīng)成為人類健康的最大敵人，目前開發(fā)安全且高效的治療方式已成為多方關(guān)注的熱點問題。

近三年，壓電催化治療成為一個新的研究熱點，其主要機(jī)理是響應(yīng)腫瘤部位的特異內(nèi)場微環(huán)境或外源性激光、超聲作用場，利用無毒/低毒納米材料引發(fā)瘤內(nèi)原位催化反應(yīng)，可以高效實現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的氧化損傷及細(xì)胞死亡。

但在實際探索中，壓電催化治療研究仍處于起步階段，由于納米材料獲得的能量不足以啟動氧化還原反應(yīng)，治療效率仍然偏低。

蓋世麗及所在團(tuán)隊從材料結(jié)構(gòu)設(shè)計入手，利用缺陷工程策略制備了富含氧空位的BiO2-x納米片，并首次應(yīng)用于癌癥的壓電催化治療、酶催化治療和聲熱治療的協(xié)同作用。

BiO2-x納米片注射入體內(nèi)后，仿佛給患病部位穿上了“裝甲”。超聲激活條件下，“裝甲”啟動，形成一個強(qiáng)大的內(nèi)置電場，加速電子和空穴分離，隨后在原位催化產(chǎn)生有毒的羥基自由基和超氧陰離子等活性氧物種，從而達(dá)到腫瘤清除的目的。根據(jù)有限元建模模擬，內(nèi)置電場能夠調(diào)節(jié)能帶結(jié)構(gòu)，使有毒活性氧的產(chǎn)生更具能量優(yōu)勢。

目前，實驗結(jié)果僅在小動物實驗中得到了驗證?！跋胍獞?yīng)用于臨床，仍需要大量的試驗。不過可以肯定的是，我們找到了能夠提升腫瘤治療效率和治療安全性的新方法，這是一個正確的研究方向。”蓋世麗認(rèn)為，該項研究工作有力支撐學(xué)校材料學(xué)及“醫(yī)工”交叉學(xué)科的快速發(fā)展，對實現(xiàn)超聲引導(dǎo)抗癌治療劑的設(shè)計制備、機(jī)理突破和療效評估等方面具有重要的借鑒意義，拓展了研發(fā)新路徑。

這一創(chuàng)新成果日前以“富氧空位BiO2-x納米片用于壓電催化、聲熱和酶催化治療”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域頂級期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。

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