二硫化鉬在聲動力治療中應用

近日，河北工業大學和北京大學研究者一起製備出了一種具有强超聲響應的异質材料——二硫化鉬（MoS2）和氧化亞銅（Cu2O）异質結（MC），通過壓電輔助，能够實現對金黃色葡萄球菌感染有效的聲動力治療。

衆所周知，細菌感染是一個嚴重的公共健康問題。在未能及時治療的情况下，細菌感染可引發其他致命幷發症。每年都有大量人口因肺炎、敗血症和其他細菌感染而死亡。其中，金黃色葡萄球菌是常見的皮膚傷口感染病原體，可導致幷發症，如細菌性肺炎和骨髓炎。傳統的抗生素治療易引起細菌耐藥性和其他不良反應。因此，亟需開發獨立于抗生素的有效治療策略，以應對各類細菌感染。

近年來，一些研究者已經開發了基于光響應材料的光熱療法。在光刺激下，該療法能够産生活性氧（ROS）和熱效應，從而有效地殺滅細菌。然而，由于近紅外光的穿透能力有限，該療法無法用于治療深部組織感染，從而限制了其應用場景。相比之下，聲動力療法能更好地治療深層組織感染，因爲它使用的是超聲波激發聲敏劑。

目前，廣泛使用的超聲響應材料有金屬卟啉、無機材料、貴金屬碳材料、碳材料和壓電納米顆粒等。聲敏材料的性能與超聲激發時的電子轉移效率密切相關。提高無機材料的催化性能雖然可以帶來很多好處，但其毒性也會大大增加。因此，開發一種既具有生物相容性又具備良好聲催化性能的材料至關重要。

爲了解决上述的問題，河北工業大學研究者采用簡單的水熱法合成了MoS2和Cu2O异質結，其具有良好的細胞相容性和較低的電子轉移電阻，能够很好地應用于聲動力學殺菌中。

研究表明，MC的核殼結構具有豐富的活性位點，Cu2O被層狀的MoS2封裝；Cu2O和MoS2之間存在强烈的電子相互作用和電荷轉移；與Cu2O和MoS2相比，MC在超聲輻照下的電阻抗最小；在超聲激發下，MC生成的Cu2+離子可以氧化細菌內切GSH，從而降低細菌活性。

該研究成果爲開發壓電超聲激發的殺菌材料提供新的理解，幷推進其他壓電材料應用（如壓電起搏器和壓電皮膚等）的進展。

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