近年来，声动力疗法（Sonodynamic therapy，SDT）已成为癌症治疗方向前沿的跨学科研究领域，并受到广泛关注。在传统的超声波疗法中，肿瘤消融是通过高强度聚焦超声波诱导的高温和机械组织损伤实现的，这会引发不良反应。而声动力疗法可通过超声波激活声敏剂产生活性氧，从而实现低强度超声波照射下产生局部细胞毒性，使其成为一种治疗大体积和深部肿瘤有前途的精准治疗模式。

超晶格（Superlattices）由两种不同周期排列的半导体亚晶格组成，具有特殊的晶体结构和可调光电特性，被广泛应用于光电催化、能量存储和化学传感等领域。配位相互作用是构建有机-无机杂化超晶格（Organic–inorganic hybrid superlattices，OIHSL）的有效方法，它通过插入有机层来支撑无机材料片层结构。考虑到超晶格作为优秀半导体具有灵活可调的带隙，使其具有作为声敏剂的潜力，但是现在尚未有针对超晶格材料进行声动力治疗的相关研究。

近日，兰州大学唐瑜教授课题组开发了一种钛基有机-无机杂化超晶格材料Ti-BPDC@Fe@DOX@PEG (TFDP)。它同时具有声敏剂和药物载体的功能。利用超晶格结构中不同层的电子空穴结合能力不同，使其具有良好的电子-空穴分离性能。特别是使用Fe(III)与有机层继续配位修饰可缩小材料带隙，并且控制材料中Fe(III)含量可实现对材料带隙的精准调节，从而直接影响声动力治疗效果。同时Fe(III)的引入使TFDP有着较强的顺磁性，可用作磁共振成像的纵向弛豫时间（T₁）造影剂。为了进一步增强治疗效果和生物相容性，随后对其进行了药物负载和表面修饰改性。

作者通过透射电镜证实了有机-无机杂化超晶格材料的规则层状结构。在将Fe(III)引入钛基超晶格有机层时，通过改变体系中Fe(III)浓度，可实现对超晶格中Fe(III)含量的精准控制。同时，观察到随着Fe(III)含量升高，材料的颜色逐渐加深，紫外可见光吸收也出现了红移的现象。

在随后的电子顺磁共振表征中，在相同超声条件下，不同Fe(III)含量的材料也呈现出了不同的单线态氧（¹O₂）产生能力。其中具有特定Fe(III)含量的Ti-BPDC@Fe5展现出了最佳的声动力治疗效果。通过紫外可见漫反射光谱和X射线光电子能谱，得到了各个Fe(III)含量材料的价带和导带分布，证实了Fe(III)的配位修饰具有调节超晶格整体带隙，从而调控声动力治疗效果的能力。同时也进一步解释了随着Fe(III)含量升高，¹O₂产生量呈现火山图趋势的原因。

密度泛函理论计算也为超晶格材料的优异声动力治疗性能提供了有力依据。Fe(III)在有机层的引入大大增加了该层对空穴的富集能力，使其与在钛氧无机层富集的激发电子实现了空间上的有效分离。通过计算，随着Fe(III)的配位修饰，超晶格的带隙理论上明显减小。最后，通过进一步的细胞和活体实验，证实了材料TFDP的磁共振成像和联合治疗能力。

这项研究为设计和制备新型声敏剂提供了新策略，拓宽了超晶格材料的应用范围，并为精确和定制化治疗提供了机会。超晶格材料具有良好的光电子特性、优良的声动力治疗效果和易于修饰改性等诸多优点，是未来很有前景的纳米药物，在临床应用中具有很大的潜力。这种基于超晶格的新型声敏剂在肿瘤诊疗定制临床一体化纳米平台领域具有非常重要的应用价值。