骨損傷是臨床常見(jiàn)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(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)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(guò)體內(nèi)外研究進(jìn)一步證實(shí)，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(duì)對(duì)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(cè)序結(jié)果顯示該材料體系能對(duì)機(jī)體內(nèi)1829個(gè)關(guān)鍵基因造成顯著影響，尤其可通過(guò)上調(diào)整合素α6（Itga6）的表達(dá)，激活PI3K/AKT信號(hào)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(duì)骨科臨床上常見(jiàn)的不規(guī)則骨缺損修復(fù)需求，該團(tuán)隊(duì)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(dòng)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(duì)研究表明，多孔鉭顆粒具有分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，有利于營(yíng)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(zhǎng)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(guó)際上首次系統(tǒng)報(bào)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(duì)與遼寧省人民醫(yī)院開(kāi)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(guó)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(wèn)題。
該團(tuán)隊(duì)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(duì)產(chǎn)品獲批創(chuàng)新注冊(cè)證起到了重要的作用，達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)并最終推動(dòng)其產(chǎn)品注冊(cè)（注冊(cè)證編號(hào)：國(guó)械注準(zhǔn)20193130001），成為我國(guó)第一個(gè)骨科創(chuàng)新產(chǎn)品。
本研究獲國(guó)家自然科學(xué)基金、工信部及重慶市“揭榜掛帥”項(xiàng)目、遼寧省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃、遼寧省自然科學(xué)基金、醫(yī)工交叉聯(lián)合基金、沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心青年人才項(xiàng)目以及企業(yè)橫向課題等多個(gè)項(xiàng)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
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