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BiO???納米片在超聲作用下壓電催化、聲熱和酶催化治療腫瘤的機制示意圖　哈工程提供

中新網哈爾濱5月15日電 (李穎超)哈爾濱工程大學15日發布消息，該校材化學院蓋世麗教授及所在無機功能材料應用基礎研究團隊揭示了一種精準、高效的“壓電催化”抗癌治療新機制，團隊研制的BiO???納米片首次應用于癌癥的壓電催化治療、酶催化治療和聲熱治療的協同作用。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、安全性高，以更穩定和高效的氧化還原反應結果的動態控制，為壓電材料靶向腫瘤治療的設計提供了新的思路。

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

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

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，治療效率仍然偏低。

BiO???納米片形貌、晶體結構和化學組成 哈工程提供

蓋世麗及所在團隊從材料結構設計入手，利用缺陷工程策略制備了富含氧空位的BiO???納米片，并首次應用于癌癥的壓電催化治療、酶催化治療和聲熱治療的協同作用。

BiO???納米片注射入體內后，仿佛給患病部位穿上了“裝甲”。超聲激活條件下，“裝甲”啟動，形成一個強大的內置電場，加速電子和空穴分離，隨后在原位催化產生有毒的羥基自由基和超氧陰離子等活性氧物種，從而達到腫瘤清除的目的。根據有限元建模模擬，內置電場能夠調節能帶結構，使有毒活性氧的產生更具能量優勢。

目前，實驗結果僅在小動物實驗中得到了驗證。“想要應用于臨床，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。”蓋世麗認為，該項研究工作有力支撐學校材料學及“醫工”交叉學科的快速發展，對實現超聲引導抗癌治療劑的設計制備、機理突破和療效評估等方面具有重要的借鑒意義，拓展了研發新路徑。

這一創新成果日前以“富氧空位BiO???納米片用于壓電催化、聲熱和酶催化治療”為題發表在材料領域頂級期刊《先進材料》(Advanced Materials)上。