植入物相关的继发感染是一个极具挑战性的临床问题。声动力疗法(SDT)在继发生物膜感染的非手术治疗领域中具有广阔的应用前景。然而，现有声敏系统的低效性仍会导致SDT的应用受到很大的限制。受到超材料的启发，中国科学院上海硅酸盐研究所刘宣勇研究员和上海交通大学郑元义教授提出了一种超界面异质结构的设计思想，以提高SDT的效率。

本文要点：

（1）超界面异质结构能够放大异质界面的固有特性。基于此，研究者在钛种植体上构建了TiO₂/Ti₂O₃/垂直石墨烯超界面异质结构膜。研究发现，该超界面异质结构能够在低强度超声的作用下表现出优异的声动力和声热转换效应。此外，研究者也揭示了超界面对于电子聚集和分离的调节机制。

（2）实验结果表明，协同的声动力/温和声温治疗能够破坏生物膜感染(对金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.99%，对大肠杆菌的抗菌率为99.54%)。体内实验显示，该种植体的骨整合性能得到了显著的提高。综上所述，该研究开发的超界面异质结构膜能够为设计通过调控电子传递以提高催化性能的异质界面奠定基础，其在应对继发性生物膜感染方面具有广阔的应用前景。

Shiwei Guan. et al. Metainterface Heterostructure Enhances Sonodynamic Therapy for Disrupting Secondary Biofilms. ACS Nano. 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c02605

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c02605