骨損傷是臨床常見難題，尤其在關(guān)節(jié)翻修、創(chuàng)傷和骨腫瘤切除術(shù)后常伴隨不規(guī)則骨缺損，傳統(tǒng)修復(fù)材料難以匹配復(fù)雜形態(tài)且力學(xué)適配性欠佳。中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心生命健康材料與器件研究部劉文濤副研究員等通過體內(nèi)外研究進(jìn)一步證實，多孔鉭金屬具有良好的生物相容性和生物學(xué)功能，能顯著加速新骨生成，增強(qiáng)骨與植入體整合效應(yīng)，是骨修復(fù)領(lǐng)域的優(yōu)選材料。
近期，該團(tuán)隊對多孔鉭材料體系的相關(guān)成骨機(jī)理進(jìn)行了深入研究，基因測序結(jié)果顯示該材料體系能對機(jī)體內(nèi)1829個關(guān)鍵基因造成顯著影響，尤其可通過上調(diào)整合素α6（Itga6）的表達(dá)，激活PI3K/AKT信號通路，顯著促進(jìn)成骨基因（如RUNX2、ALP、OPG）的表達(dá)，最終增強(qiáng)成骨細(xì)胞的分化與礦化能力。相關(guān)成果發(fā)表于《Materials Today Bio》。
針對骨科臨床上常見的不規(guī)則骨缺損修復(fù)需求，該團(tuán)隊提出多孔鉭顆粒填充修復(fù)的創(chuàng)新性策略。顆粒形式的多孔鉭具備優(yōu)良的流動性，可靈活適配各類復(fù)雜缺損形態(tài)，顯著降低應(yīng)力遮擋效應(yīng)，提高手術(shù)操作的便捷性與修復(fù)穩(wěn)定性。該團(tuán)隊研究表明，多孔鉭顆粒具有分級多孔結(jié)構(gòu)，有利于營養(yǎng)物質(zhì)傳輸和細(xì)胞遷移增殖，其彈性模量與天然骨更為接近，可有效促進(jìn)新骨長入和早期愈合。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《Journal of Materials Research and Technology》和《ACS Applied Materials & Interfaces》等期刊，這是國際上首次系統(tǒng)報道多孔鉭顆粒植骨策略的科研論文，潘鵬博士為第一作者，劉文濤副研究員為通訊作者。團(tuán)隊與遼寧省人民醫(yī)院開展緊密合作，今年7月4日遼寧省人民醫(yī)院完成多孔鉭顆粒植骨的國內(nèi)首例關(guān)節(jié)翻修術(shù)，該方案幫助醫(yī)生有效解決了患者的髖關(guān)節(jié)臼底不規(guī)則骨缺損的問題。
該團(tuán)隊多年從事多孔鉭金屬在臨床骨科方面的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究，此前已幫助醫(yī)療企業(yè)突破了在材料的成分、結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能等方面的技術(shù)瓶頸，其中在氧、碳等元素定位分析和微觀連通性結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面，對產(chǎn)品獲批創(chuàng)新注冊證起到了重要的作用，達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)并最終推動其產(chǎn)品注冊（注冊證編號：國械注準(zhǔn)20193130001），成為我國第一個骨科創(chuàng)新產(chǎn)品。
本研究獲國家自然科學(xué)基金、工信部及重慶市“揭榜掛帥”項目、遼寧省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃、遼寧省自然科學(xué)基金、醫(yī)工交叉聯(lián)合基金、沈陽材料科學(xué)國家研究中心青年人才項目以及企業(yè)橫向課題等多個項目的支持。
多孔鉭金屬骨修復(fù)體系的材料學(xué)、生物學(xué)研究及臨床技術(shù)推廣
