骨損傷是臨床常見難題，尤其在關節翻修、創傷和骨腫瘤切除術后常伴隨不規則骨缺損，傳統修復材料難以匹配復雜形態且力學適配性欠佳。中國科學院金屬研究所沈陽材料科學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外研究進一步證實，多孔鉭金屬具有良好的生物相容性和生物學功能，能顯著加速新骨生成，增強骨與植入體整合效應，是骨修復領域的優選材料。

近期，該團隊對多孔鉭材料體系的相關成骨機理進行了深入研究，基因測序結果顯示該材料體系能對機體內1829個關鍵基因造成顯著影響，尤其可通過上調整合素α6（Itga6）的表達，激活PI3K/AKT信號通路，顯著促進成骨基因（如RUNX2、ALP、OPG）的表達，最終增強成骨細胞的分化與礦化能力。相關成果發表于《Materials Today Bio》。

針對骨科臨床上常見的不規則骨缺損修復需求，該團隊提出多孔鉭顆粒填充修復的創新性策略。顆粒形式的多孔鉭具備優良的流動性，可靈活適配各類復雜缺損形態，顯著降低應力遮擋效應，提高手術操作的便捷性與修復穩定性。該團隊研究表明，多孔鉭顆粒具有分級多孔結構，有利于營養物質傳輸和細胞遷移增殖，其彈性模量與天然骨更為接近，可有效促進新骨長入和早期愈合。相關研究成果已發表于《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。團隊與遼寧省人民醫院開展緊密合作，今年7月4日遼寧省人民醫院完成多孔鉭顆粒植骨的國內首例關節翻修術，該方案幫助醫生有效解決了患者的髖關節臼底不規則骨缺損的問題。

該團隊多年從事多孔鉭金屬在臨床骨科方面的基礎及應用研究，此前已幫助醫療企業突破了在材料的成分、結構和生物學功能等方面的技術瓶頸，其中在氧、碳等元素定位分析和微觀連通性結構構建方面，對產品獲批創新注冊證起到了重要的作用，達到相應標準并最終推動其產品注冊（注冊證編號：國械注準20193130001），成為我國第一個骨科創新產品。

本研究獲國家自然科學基金、工信部及重慶市“揭榜掛帥”項目、遼寧省應用基礎研究計劃、遼寧省自然科學基金、醫工交叉聯合基金、沈陽材料科學國家研究中心青年人才項目以及企業橫向課題等多個項目的支持。

多孔鉭金屬骨修復體系的材料學、生物學研究及臨床技術推廣