综述：多功能纳米材料用于细菌感染性疾病的声动力治疗研究进展

　　本综述系统阐述了基于多功能纳米材料的声动力治疗（SDT）在细菌感染性疾病中的最新进展，重点探讨了其通过声机械、声化学及声热效应协同破坏细菌结构的机制，并深入分析了SDT与光动力（PDT）、光热（PTT）、中药活性成分及免疫疗法的多模式协同策略，为后抗生素时代精准抗菌治疗提供新视角。

　　

免疫响应与细菌毒力因子的相互作用

细菌毒力因子是病原体定植宿主并引发疾病的关键分子。以金黄色葡萄球菌（S. aureus）的α-毒素为例，它通过形成七聚体孔道破坏宿主细胞膜，并激活NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体，促使白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎因子释放，加剧感染部位炎症反应。而宿主则通过Toll样受体（TLR）识别病原体相关分子模式（PAMP），启动固有免疫应答。这种动态博弈揭示了细菌逃逸免疫清除的复杂机制，也为靶向毒力因子的治疗策略提供了理论依据。

抗菌声动力治疗的机制与声敏剂

抗菌声动力治疗（aSDT）依托低强度超声（US）与声敏剂的协同作用，其核心机制是超声空化效应。空化气泡崩塌瞬间产生局部高温（约5000 K）、高压（>1000 atm）和强烈剪切力，直接破坏细菌细胞结构。同时，声敏剂（如卟啉类、金属有机框架（MOF）等）在超声激发下发生能量转移，通过Ⅰ型（电子转移生成超氧阴离子O₂^•?）或Ⅱ型（能量转移生成单线态氧¹O₂）反应产生活性氧（ROS），氧化损伤细菌脂质、蛋白质及DNA。值得注意的是，纳米声敏剂可通过金属-酚羟基配位、金属-有机配体自组装等协调化学策略增强稳定性与靶向性，例如铁-单宁酸网络可响应感染微环境pH值释放声敏剂。

声动力治疗在细菌感染性疾病中的应用

aSDT凭借超声的深层组织穿透优势，在多种顽固性感染模型中展现潜力：

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  肌炎与骨髓炎：二氧化钛（TiO₂）纳米声敏剂靶向感染骨组织，通过US激发ROS破坏金黄色葡萄球菌生物膜，并促进成骨细胞分化。
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  肺部感染：氧载体纳米平台（如全氟碳纳米乳）缓解病灶缺氧，增强声动力效应对肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）的清除。
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  植入物相关感染（IAIs）：聚多巴胺包覆的纳米声敏剂在植入体表面形成抗菌涂层，抑制细菌生物膜形成并诱导免疫微环境重编程。
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  牙周炎：靶向牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）的纳米系统联合US调控M1/M2巨噬细胞极化，减轻牙周组织炎症。

声动力治疗与光动力治疗的协同策略

光动力治疗（PDT）需特定波长光源激发光敏剂，但其组织穿透深度有限（<1 cm）。SDT则可借助超声激发声致发光效应间接激活光敏剂，实现深部病灶的精准治疗。例如，硒化铋（Bi₂Se₃）纳米片同时具备光热转换与声敏特性，在近红外光（NIR）和US协同下可同步产生活性氧与局部高热（>50°C），对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜表现出三重协同杀伤效应。此外，中草药活性成分（如姜黄素、黄芩素）可通过配位作用负载于纳米载体，增强声动力效应并调节宿主免疫通路。

结论与展望

尽管SDT在抗菌治疗中取得显著进展，仍面临纳米材料生物相容性、长期安全性及临床标准化方案缺失等挑战。未来研究应聚焦新型声敏剂的设计合成、超声参数优化，以及基于SDT的多模态成像引导联合治疗策略。通过大动物感染模型严谨评估疗效与安全性，将加速SDT的临床转化，为应对耐药菌感染提供变革性解决方案。