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摘要声动力学治疗(Sonodynamic therapy，SDT)是具有高时空精准度的微创疗法，起源于光动力学治疗(Photodynamic therapy，PDT)，最初在癌症治疗领域受到关注，随后在杀菌消毒、细菌感染性疾病治疗和组织修复等领域也引起研究人员的广泛关注。SDT的治疗过程是由超声波(US)激发声敏剂产生高剂量具有细胞毒性的活性氧分子，继而诱导细胞的氧化应激，破坏生物大分子，最终导致细胞凋亡或坏死。<br>　　SDT相较于PDT具有更出色的组织穿透深度，在清除深层肿瘤或细菌感染时具有不可替代的优势。但是，目前SDT仍处于基础研究阶段，离临床应用还有一定的距离。研究开发高效的声敏剂，使其能够充分利用超声波能量，产生大量的活性氧是SDT发展的立足点。提高SDT疗效，促进其临床转化将对人类社会的发展有重大意义。<br>　　压电生物材料在生物医学领域的研究主要集中在植入式生物传感器，可穿戴设备等，在基于活性氧增强的动力学治疗研究方面还鲜有报导。根据压电电子学效应，具有半导体特性的压电材料所产生的压电势有助于操纵压电材料与金属接触界面电荷载流子的产生、迁移、分离，进而在材料表面发生分子催化，有利于高毒性的活性氧分子的产生。因此我们推测，压电材料能够成为一种具有极大潜力的高效声敏剂。基于这一假设，本论文开展了以下研究:<br>　　(1)使用水热法制备了具有压电效应的四方相BaTiO3 (BTO)，然后在BTO表面还原Au纳米颗粒，得到了Au@BTO压电纳米复合材料。<br>　　(2)对Au@BTO压电纳米复合材料的声敏特性进行了检测与分析。经过对·OH和1O2两种活性氧的检测结果分析得到，Au@BTO具有较BTO更高的声敏特性，表明Au的负载与BTO成功构成了肖特基势垒，有利于电荷载流子的分离，从而有利于活性氧的产生。<br>　　(3)研究发现，基于Au@BTO的声动力学过程实现了对大肠杆菌(Escherichia coli，E.coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，S.aureus)99.23％和99.94％的抗菌效率，表明Au@BTO在体外高效的声动力抗菌性能。由细菌的蛋白泄露检测，活死荧光染色，以及细菌处理前后形态变化观测的结果提出了声动力杀菌的作用机理，即产生的活性氧分子通过与细菌细胞膜、细胞壁上的大分子反应，诱导磷脂过氧化，对细菌造成了不可逆的损伤，导致细菌死亡。<br>　　(4)通过小鼠背部伤口感染模型验证了Au@BTO的声动力学过程在体内的抗菌性能和促进伤口愈合的能力。结果发现Au@BTO+US声动力治疗有效促进小鼠伤口愈合，形成了完整的表皮层，炎症细胞较少。进而通过无菌伤口模型发现，声动力过程产生的活性氧不仅具有抗菌作用，还可以通过诱导成纤维细胞的迁移促进伤口愈合。<br>　　本论文首次设计并合成了高性能的Au@BTO压电纳米复合材料，以Au/BTO肖特基势垒增强局部电子-空穴对分离和迁移的能力，进而促进活性氧分子的产生，用于声动力学抗菌和促进伤口愈合。本论文的研究思路和实验结果能够为新型声敏剂的开发，SDT的临床转化和开辟压电材料在生物医药领域的应用提供一定的理论依据和指导意见。