| 饶定成,张骞骞,孙颖,隋佰延,陆华,刘昕.钛酸钡纳米线的压电催化效应及其对变异链球菌的抗菌作用[J].口腔材料器械杂志,2026,35(1):12-17. |
| 钛酸钡纳米线的压电催化效应及其对变异链球菌的抗菌作用 |
| Piezoelectric catalytic effect of barium titanate nanowires and their antibacterial activity against Streptococcus mutans |
| 投稿时间：2025-10-27 修订日期：2026-01-12 |
| DOI：10.11752/j.kqcl.2026.01.02 |
| 中文关键词: 压电催化 抗菌效应 钛酸钡纳米线 变异链球菌 |
| 英文关键词:Piezoelectric catalysis Antibacterial effect Barium titanate nanowires Streptococcus mutans |
| 基金项目:国家自然科学基金(82271024); 上海交通大学医学院附属第九人民医院交叉基金(JYJC202309); 上海市重中之重研究中心项目(2022ZZ01017); 中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目(2019-I2M-5-037) |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 饶定成 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔材料科, 上海交通大学口腔医学院, 国家口腔医学中心, 国家口腔疾病临床医学研究中心, 上海市口腔医学重点实验室, 上海市口腔医学研究所, 上海 200011 | | | 张骞骞 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔材料科, 上海交通大学口腔医学院, 国家口腔医学中心, 国家口腔疾病临床医学研究中心, 上海市口腔医学重点实验室, 上海市口腔医学研究所, 上海 200011 | | | 孙颖 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔材料科, 上海交通大学口腔医学院, 国家口腔医学中心, 国家口腔疾病临床医学研究中心, 上海市口腔医学重点实验室, 上海市口腔医学研究所, 上海 200011 | | | 隋佰延 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔材料科, 上海交通大学口腔医学院, 国家口腔医学中心, 国家口腔疾病临床医学研究中心, 上海市口腔医学重点实验室, 上海市口腔医学研究所, 上海 200011 | | | 陆华 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔材料科, 上海交通大学口腔医学院, 国家口腔医学中心, 国家口腔疾病临床医学研究中心, 上海市口腔医学重点实验室, 上海市口腔医学研究所, 上海 200011 | luh1289@sh9hospital.org.cn | | 刘昕 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔材料科, 上海交通大学口腔医学院, 国家口腔医学中心, 国家口腔疾病临床医学研究中心, 上海市口腔医学重点实验室, 上海市口腔医学研究所, 上海 200011 | liuxin0556@163.com |
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| 中文摘要: |
| 目的 评估超声作用下钛酸钡纳米线(Barium titanate nanowires, BTONWs)的压电催化效应及其对变异链球菌的抗菌作用。方法 采用两步水热法制备BTONWs；通过扫描电子显微镜(SEM)对BTONWs的表面形貌进行表征；采用罗丹明B降解实验，评估BTONWs在超声作用下的压电催化效应；通过平板菌落计数法、细菌活死染色、扫描电子显微镜，评估超声作用下BTONWs对变异链球菌的抗菌效应。结果 BTONWs呈现出直径约100 nm的线状形貌；BTONWs在超声作用下对罗丹明B具有浓度和时间依赖的催化降解作用。在超声作用下，BTONWs对变异链球菌的抑菌率达到98.8%，同时在细菌活死染色中死细菌大幅增加。观察结果显示，超声作用下BTONWs使得细菌细胞膜结构出现严重皱缩，提示BTONWs的压电抗菌效应与细菌细胞膜的破坏密切相关。结论 BTONWs在超声作用下通过压电催化产生大量ROS，对变异链球菌具有优异的抗菌作用，为高效、安全可控的口腔抗菌策略的开发奠定了基础。 |
| 英文摘要: |
| Objective To evaluate the piezoelectric catalytic effect of barium titanate nanowires(BTONWs) under ultrasonic stimulation and their antibacterial activity against Streptococcus mutans. Methods BTONWs were synthesized using a two-step hydrothermal method. The morphology and structure of the nanowires were characterized by scanning electron microscopy(SEM). The piezoelectric catalytic activity of BTONWs under ultrasonic stimulation was evaluated through the degradation of rhodamine B, and their antibacterial effect against S. mutans was assessed using plate colony counting, bacterial live/dead staining, and SEM observation. Results The synthesized BTONWs exhibited a uniform linear morphology with an average diameter of approximately 100 nm. Under ultrasonic stimulation, BTONWs showed a concentration-and time-dependent piezoelectric catalytic degradation effect on rhodamine B. The antibacterial rate of BTONWs against S. mutans reached 98.8%, and the number of dead bacteria increased significantly, as confirmed by live/dead staining. SEM observations demonstrated that ultrasonic-activated BTONWs caused severe shrinkage and damage to the bacterial cell membrane, indicating that their antibacterial effect is closely related to piezoelectric-induced reactive oxygen species(ROS) generation. Conclusion BTONWs can generate abundant ROS via piezoelectric catalysis under ultrasonic stimulation, exhibiting strong antibacterial activity against S. mutans. This finding provides a theoretical basis for developing safe, efficient, and controllable antibacterial materials for oral applications. |
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