哈工程深入学习贯彻党的二十届四中全会精神，持续深入贯彻落实习近平总书记视察学校重要讲话重要指示精神，加强基础研究。近日，哈工程材化学院杨飘萍教授团队在肿瘤治疗领域取得新突破，将晶界工程调控的铁电催化与超声触发的原位H2O2生成相结合，实现了肿瘤微环境中氧化应激的显著放大与高效抑瘤效果。研究成果以“基于扭转应变铁电纳米颗粒的晶界调控及其铁电催化治疗增强机制”为题，发表于Cell子刊《细胞·生物材料》（《Cell Biomaterials》）。

材化学院博士生李姝瑶为论文第一作者，杨丹副教授、盖世丽教授、杨飘萍教授为共同通讯作者，哈尔滨工程大学为独立完成单位。

超声激活铁电材料介导的催化肿瘤治疗示意图

在肿瘤治疗中，手术、放化疗依然是最常用的手段，但“创伤大、耐药强”等问题始终难以回避。近年来，一种依靠超声远程激活材料、在肿瘤内部直接产生活性氧的新型催化治疗方式逐渐进入视野，被认为有望实现真正的“无创精准治疗”。但传统铁电/压电材料存在极化不够强、对外界刺激不够敏感、催化效率有限等问题，很难真正攻入肿瘤深处“缺氧又抗氧化”的顽固微环境。

针对这一难题，杨飘萍团队提出了新思路：不再一味追求“更硬、更强”的无机材料，而是通过结构设计，让铁电材料在功能上“变得更灵活、更高效”。研究团队通过晶界工程与应变调控，构建出具有扭转应变和多重晶界结构的Bi2Mn4O10铁电纳米颗粒。当超声作用于肿瘤部位时，这些纳米颗粒就像被“唤醒”的微型能量放大器，发生极化翻转，在体内持续生成过氧化氢并放大活性氧水平，从而打破肿瘤的抗氧化防线，精准杀伤肿瘤细胞。这种材料还兼具医学成像能力，让“看得见、打得准”的肿瘤治疗成为可能。

这项研究不仅为超声激活铁电催化治疗提供了全新的材料设计范式，也为未来发展无创、可控、可成像的肿瘤精准治疗策略打开了新的想象空间。

《Cell Biomaterials》创刊于2025年，是Cell Press（Elsevier）推出的新期刊，与Cell、Matter、Chem等同属姊妹刊，面向生物材料、材料科学、生物工程与生物医学应用等交叉领域，被国内外学者高度认可。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S3050562325002922