该团队的研究发现，与钛负载的纳米氧化铈 (Ti-CeNPs) 相比，负载在钛氧化物纳米管阵列层上的纳米氧化铈 (TiNTA-CeNPs) 模拟了在体外（含H₂O₂的磷酸盐缓冲液）仍能保留Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原循环能力。生理环境中的磷酸盐离子很容易与CeNPs中的Ce³⁺结合，阻碍Ce³⁺和Ce⁴⁺循环之间的可逆性。然而，由于Ti³⁺与TiNTA表面磷酸盐之间的配位交换，磷酸根离子与Ce³⁺的结合受到抑制，从而保留了TiNTA-CeNPs循环抗氧化功能。同时，研究团队还建立了TiNTA-CeNPs缺陷能带结构与抗氧化酶活性的构效关系，发现TiNTA禁带中与氧空位相关的缺陷态能级-CeNPs (E_SDS) 超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)催化反应中氧化还原电位的匹配程度可以显着影响材料的类酶活性。

团队在骨质疏松性骨缺损动物模型中进一步研究了纳米催化生物涂层对氧化应激下成骨细胞活性和促进骨再生的保护作用和机制，发现其具有高TiNTA -CeNP2具有CAT模拟活性和低芬顿样活性，可显着降低氧化应激下成骨细胞中活性氧（ROS）的含量，保护成骨细胞的活性和分化能力免受氧化损伤。此外，TiNTA-CeNP2能有效减少骨质疏松大鼠种植体周围组织氧化物质的产生，减少炎性纤维组织的产生，更好地促进骨再生。

以上研究工作得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持。

图1包含H₂O ₂在磷酸盐缓冲液中浸泡不同时间后，Ti-CeNPs和TiNTA-CeNPs的表面Ce 3d XPS光谱

图2 Ti-CeNPs和TiNTA-CeNPs的能带结构与SOD和CAT催化反应氧化还原电位的关系

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图 3 正常和骨质疏松性骨缺损大鼠 TiNTA-CeNPs 周围骨小梁的三维图像和统计数据 Scientific分析

[来源：上海硅酸盐研究所]

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