近日，哈爾濱工程大學(xué)材化學(xué)院楊飄萍教授團隊在腫瘤治療領(lǐng)域取得進展，將晶界工程調(diào)控的鐵電催化與超聲觸發(fā)的原位H2O2生成相結(jié)合，實現(xiàn)了腫瘤微環(huán)境中氧化應(yīng)激的顯著放大與高效抑瘤效果。研究成果以Grain boundary modulation in twist-strained ferroelectric nanoparticles: A pathway to enhanced electrocatalytic therapy efficacy為題發(fā)表于Cell Biomaterials。

在腫瘤治療中，手術(shù)、放化療依然是最常用的手段，但“創(chuàng)傷大、耐藥強”等問題始終難以回避。近年來，一種依靠超聲遠程激活材料、在腫瘤內(nèi)部直接產(chǎn)生活性氧的新型催化治療方式逐漸進入視野，被認為有望實現(xiàn)真正的“無創(chuàng)精準(zhǔn)治療”。但傳統(tǒng)鐵電/壓電材料存在極化不夠強、對外界刺激不夠敏感、催化效率有限等問題，很難真正攻入腫瘤深處“缺氧又抗氧化”的頑固微環(huán)境。

針對這一難題，楊飄萍團隊提出了新思路：不再一味追求“更硬、更強”的無機材料，而是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓鐵電材料在功能上“變得更靈活、更高效”。研究團隊通過晶界工程與應(yīng)變調(diào)控，構(gòu)建出具有扭轉(zhuǎn)應(yīng)變和多重晶界結(jié)構(gòu)的Bi2Mn4O10鐵電納米顆粒。當(dāng)超聲作用于腫瘤部位時，這些納米顆粒就像被“喚醒”的微型能量放大器，發(fā)生極化翻轉(zhuǎn)，在體內(nèi)持續(xù)生成過氧化氫并放大活性氧水平，從而打破腫瘤的抗氧化防線，精準(zhǔn)殺傷腫瘤細胞。這種材料還兼具醫(yī)學(xué)成像能力，讓“看得見、打得準(zhǔn)”的腫瘤治療成為可能。

超聲激活鐵電材料介導(dǎo)的催化腫瘤治療示意圖

這項研究不僅為超聲激活鐵電催化治療提供了全新的材料設(shè)計范式，也為未來發(fā)展無創(chuàng)、可控、可成像的腫瘤精準(zhǔn)治療策略打開了新的想象空間。

材化學(xué)院博士生李姝瑤為論文第一作者，楊丹副教授、蓋世麗教授、楊飄萍教授為共同通訊作者，哈爾濱工程大學(xué)為獨立完成單位。

原文鏈接：https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(25)00292-2

制版人：十一

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