近红外光激发的光电子疗法：稀土-金纳米颗粒喷雾涂层用于钛植入体生物膜根除

本研究针对钛植入体术后细菌生物膜感染难题，开发了一种基于稀土纳米颗粒/金纳米颗粒（RE NPs/Au NPs）的喷雾涂层。该涂层通过近红外光（NIR）激发上转换效应产生光电子，实现体外和体内生物膜的高效清除，兼具生物相容性与稳定性，为植入体表面功能化提供了新策略。

　　

细菌通过生物膜引发的感染可能导致植入手术失败。针对生物膜的抗菌植入体正在被广泛研究，但其制备条件（尤其在植入体表面发生反应时）往往面临挑战。本研究通过种子辅助生长法预先合成由稀土化合物与金纳米颗粒（RE NPs/Au NPs）组成的悬浮液，该材料在近红外光（NIR）下可被激活。该方法使金纳米颗粒与稀土纳米颗粒之间形成紧密接触，通过上转换效应最大化近红外光的能量转移。

利用超声辅助喷雾技术，将悬浮液以可控密度沉积于两种钛植入体表面：商业SLA钛（粗化表面）和阳极氧化钛（表面含TiO₂纳米管）。经NIR照射，喷涂后的植入体可通过细胞外光电子疗法（PET）在体外和体内有效清除生物膜，同时表现出良好的生物相容性和植入所需的物理稳定性。阳极氧化钛植入体的抗菌效率优于SLA钛，原因可能在于稀土-金纳米颗粒的固定化效果更佳以及界面电荷转移动力学得到改善。这一方法为生物材料表面功能化提供了广泛的应用前景。