Matter | 探索“医工结合”激活天然材料消灭肿瘤

近日，哈尔滨工程大学材化学院杨飘萍、盖世丽教授团队在纳米催化医学与先进功能材料交叉领域取得新进展，提出“缺陷–界面协同功能化”新策略，成功激活天然超晶格材料潜能，实现光热-热电-酶催化协同增强的肿瘤治疗新模式。根据相关实验结果，该纳米平台对肿瘤的抑制率高达94%，且生物安全性良好，为发展无创精准肿瘤治疗技术开辟了新的方向。该研究以Awakening dormant BiCuSeO superlattices via defect-interface functionalization for amplified photothermoelectric-enzyme co-catalysis therapy为题，发表在国际材料期刊Matter。

在传统肿瘤治疗体系中，手术、放疗和化疗等手段虽被广泛应用，但仍面临创伤性强、副作用大及耐药性突出等难题。近年来，基于肿瘤微环境的催化治疗策略逐渐兴起，尤其是能够通过外源刺激实现深部组织“远程激活”的光/热电催化体系，为实现无创精准治疗提供了新路径。然而现有材料普遍存在载流子浓度低、界面传输受限及催化活性不足等问题，制约了其临床转化潜力。

热电、载流子输运性能增强机理与抗肿瘤机制

针对上述问题，研究团队创新性提出“缺陷–界面协同功能化”策略：一方面，在材料表面引入银纳米颗粒，形成“异质结”界面，就像搭建了一座电子注入的桥梁；另一方面，通过调控在材料中制造“硒空位”，打通原本阻隔的层间通道。这样一来，被禁锢的电荷得以释放，材料的导电性能和热电转换效率大幅提升。

在近红外激光照射下，这种新型纳米材料能够高效吸收光能并转化为热量，快速加热局部肿瘤区域。温度梯度进而激发出强烈的热电效应，在材料内部产生电场，驱动电子和空穴高效分离。与此同时，材料中的铜离子还具备类似天然酶的活性，能够催化肿瘤内过量的过氧化氢生成强氧化性的活性氧，并消耗肿瘤细胞的抗氧化保护剂——谷胱甘肽，从而破坏肿瘤的防御系统。就这样，光热效应、热电催化和酶催化三者协同作战，“三管齐下”持续放大杀伤信号，使肿瘤细胞无处可逃。

理论计算进一步揭示，硒空位与银界面的协同作用不仅促进了层间电荷重新分布，还优化了催化反应中间体的吸附能力，显著加快了反应速度。在体内外实验中，该纳米平台表现出优异的生物安全性与显著的抗肿瘤效果。特别是在近红外激发下，实现了光热效应、热电催化与酶催化的深度耦合，显著诱导肿瘤细胞凋亡与铁死亡，肿瘤抑制率高达94%，展现出卓越的治疗潜力。

哈尔滨工程大学为论文第一完成单位，材化学院博士生臧鹏宇为论文第一作者，杨飘萍教授、盖世丽教授为通讯作者。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2590238526001256

制版人：十一

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