西安交通大学金属材料强度国家重点实验室研究人员在钛种植体表面制备了具有高电子自旋态的S型铁磁性Fe3O4/TiO2异质结，研究了自旋电子在促进ROS生成、抗菌和细胞成骨分化中的作用，并将其应用于改善种植体相关性骨髓炎的治疗。近日该研究成果发表在《先进功能材料》上。
异质结中的自旋极化电子在促进ROS生成、抗菌、成骨分化和骨髓炎治疗中的作用示意图。（课题组供图）
研究表明，在超声波刺激下，异质结中的内建电场和电子自旋极化效应的协同作用促进了声激载流子的分离，从而提高了ROS产率。同时，异质结中自旋极化电子诱导的微磁场使细菌的细胞膜去极化，严重扰乱了细菌的呼吸链。ROS的损伤、细菌呼吸链的紊乱及伴随的细菌胞内氧化应激导致细菌死亡。对于成骨细胞，异质结可通过激活机械敏感通道TREK1、Piezo1及其相关下游信号通路，促进细胞的成骨分化。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202401795
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