磁压电掺杂钛酸钡纳米颗粒

磁超声双响应清创促骨

掺杂铁并负载姜黄素的压电纳米颗粒，在交变磁场下机械摧毁生物膜，在低强度脉冲超声下激活巨噬细胞氧化磷酸化，同步实现抗感染和骨再生。

吴昊 · Li, Jiangfeng · Yu, Dongmei · Wu, Xun · Huang, Hai · Tang, Zhen · Wu, Qi · 王宁 · Wang, Mo · Wei, Feilong · Yu, Yunlong · 王端 · 李小康 · 郭保林 · 石磊 · 郭征

ACS Nano 2024

技术优势

磁场清创不产热

交变磁场驱动纳米颗粒产生磁致伸缩应变，以机械力撕裂生物膜，全程无热效应，避免周围组织损伤。

超声唤醒巨噬细胞修复力

低强度脉冲超声激发纳米颗粒的压电效应，上调JAK2-STAT3并抑制MAPK-JNK通路，恢复Icam1+巨噬细胞的氧化磷酸化，使其转向促修复表型。

体内骨愈合显著提升

负载纳米颗粒的3D打印支架在动物模型中显著促进感染性骨缺损的愈合，且不引起热损伤。

应用场景

• 感染性骨缺损修复：在清除感染同时激活内源性骨修复通路，解决感染性骨缺损治疗中清创与成骨难以兼顾的难题。
• 3D打印骨支架：将功能纳米颗粒直接掺入3D打印支架，实现感染性骨缺损部位的结构重建与功能调控一体化。
• 抗菌生物材料：利用磁响应机械力替代抗生素和热疗，避免耐药性和组织灼伤，提供安全的抗菌新路径。
• 超声响应药物释放：低强度脉冲超声触发压电催化与药物释放，精准调控巨噬细胞代谢，实现按需免疫调节。