Pyro-piezoelectric effect of BaTiO3 bio-nanocarrier for osteomyelitis therapy

压电 材料科学 抗菌 纳米载体 热电性 纳米技术 生物物理学 生物医学工程 细菌 光电子学 医学 铁电性 复合材料 电介质 纳米颗粒 生物 遗传学
作者
Tiexin Ding,Fuwei Liu,Xiaopeng He,Yi‐Cheng Chen,Liang Kong,Jing Han,Dengke Ma,Yuexin Han,Lan Zhang
出处
期刊:Nano Today [Elsevier]
卷期号:54: 102069-102069 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.nantod.2023.102069
摘要

Implant-related osteomyelitis harms patients' health and lives. Non-invasive treatments triggered by external physical stimuli have been brought into focus in antibiosis. Herein, a therapeutic strategy through coupling piezoelectricity and pyroelectricity of BaTiO3 nanotubes (BNT) by synchronous treatments of ultrasound (US) and near-infrared light (NIR) is applied to kill bacteria in an osteomyelitis model. NIR or US treatment reduces spontaneous polarization of BNT, inducing pyroelectric/piezoelectric field and energy band tilting. Compared with single treatment, their synergistic effect further enhances charge transfer and electron-hole pair separation, improving the pyro-piezoelectric catalysis and thus the yield of reactive oxygen species (ROS); meanwhile, the tilting of energy bands induces an irreversible conductive circuit from bacteria to BNT, resulting in membrane electron loss and the disrupted bacterial metabolic balance. As a result, 99.8% of bacteria are killed under the pyro-piezoelectric therapy of BNT. Additionally, BNT with nanotubular structure acts as nanocarriers to load and release bone morphogenetic protein-2 (BMP-2), improving bone regeneration obviously after antibacterial therapy. This study provides a promising pyro-piezoelectric therapy by BMP-2 loaded BaTiO3 nanotubes for antibiosis and bone regeneration in treating osteomyelitis. It also brings new insight for developing pyro-piezoelectric sensors to deal with tissue infection.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ybheart完成签到,获得积分10
5秒前
又又完成签到,获得积分10
12秒前
Zing完成签到 ,获得积分10
15秒前
自由从筠完成签到 ,获得积分10
19秒前
28秒前
灵溪宗完成签到,获得积分0
40秒前
就算雨也不会停完成签到 ,获得积分10
49秒前
SOLOMON应助科研通管家采纳,获得10
58秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
58秒前
Last炫神丶完成签到,获得积分10
59秒前
唐然然完成签到 ,获得积分10
1分钟前
斯文的天奇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
云帆沧海完成签到,获得积分10
1分钟前
Lesterem完成签到 ,获得积分10
1分钟前
啊一啾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
颜林林发布了新的文献求助10
1分钟前
笨笨忘幽完成签到,获得积分10
1分钟前
CLTTT完成签到,获得积分10
1分钟前
阳光的凝冬完成签到 ,获得积分10
2分钟前
gmc完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
JACK发布了新的文献求助10
2分钟前
寻道图强应助一群小怪采纳,获得50
2分钟前
tx完成签到,获得积分10
2分钟前
大模型应助Singularity采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
JACK完成签到 ,获得积分20
2分钟前
kvkill发布了新的文献求助10
2分钟前
Ava应助Singularity采纳,获得10
2分钟前
kvkill完成签到,获得积分10
3分钟前
迷人囧完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
梦想去广州当靓仔完成签到 ,获得积分10
3分钟前
苦行僧完成签到 ,获得积分10
4分钟前
LZC完成签到 ,获得积分10
4分钟前
我就是KKKK完成签到 ,获得积分10
4分钟前
chen完成签到,获得积分10
4分钟前
陈米花完成签到,获得积分10
4分钟前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
Glossary of Geology 400
Additive Manufacturing Design and Applications 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2473593
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2138800
关于积分的说明 5450839
捐赠科研通 1862817
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926240
版权声明 562817
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495463