心脑血管疾病介入治疗中，血管支架等植入器械是挽救生命、改善预后的重要手段。
但在临床应用中，支架植入后的再狭窄、慢性炎症反应、氧化损伤等问题仍是长期疗效提升的关键瓶颈。
如何在不增加用药负担的前提下，实现更持久、更稳定的血管内环境调控，成为植入器械迭代升级的重要方向。
问题在于，传统药物涂层支架虽然能在早期抑制细胞过度增殖，但药效释放往往随时间衰减，且在不同患者人群中存在疗效差异；部分生物活性涂层还面临稳定性不足、制造工艺复杂等挑战。
与此同时，近年来备受关注的单原子催化剂具备“高活性、精准反应”的特点，理论上可用于模拟酶促过程、调控体内关键分子转化，为构建“自带功能”的植入器械带来新思路。
然而，单原子催化剂走向应用的核心障碍在于制备：既要实现原子级分散与稳定锚定，又要兼顾成本、工艺复杂度和产量，避免高温等条件对材料结构造成破坏，这些要求在医疗器械领域更为严苛。
针对上述瓶颈，天津大学医学部医学院张晓东教授团队提出一种通用型单原子催化剂制备策略：通过模型筛选与计算模拟，从近两万种原子结构中遴选出催化活性更优的候选原子，再利用离子注入技术将活性原子精准“植入”常用医用镍钛合金表面，从而获得均匀分布的单原子催化层。
研究成果论文已于2025年12月22日发表于《自然·可持续发展》。
从原因层面看，这一路径之所以具有突破意义，关键在于其对“精准与规模”的兼顾：一方面，离子注入为原子级调控提供了工程化工具，降低了传统制备中原子团聚、分布不可控等风险；另一方面，温和工艺减少对基材结构与性能的干扰，更符合医疗器械对材料完整性、可靠性的要求。
团队报告称，该方法可在数小时内一次性制备面积达200平方厘米的催化材料，并已扩展至铂-铜、钴-钒等22种不同单原子催化体系，显示出较强的通用性与可复制性；同时，催化材料在长达四年的测试中保持稳定，未见明显性能衰减，回应了单原子材料长期稳定性这一行业关注点。
在影响层面，基于上述材料体系形成的“单原子血管支架”被赋予持续、高效的类酶催化功能，能够长期清除血管内过量的有害活性氮物质，进而从源头减轻氧化损伤与炎症反应，有望降低再狭窄等术后并发症发生风险。
团队动物实验结果显示，该支架能够有效预防血管损伤并促进功能恢复；持续五个月的观察中，其催化活性保持稳定，体现出相较传统药物涂层“后期效力走弱”的潜在优势。
若后续研究进一步证实其在更长周期、更复杂病理条件下的效果与安全性，该路径有望推动血管介入器械从“药物释放型”向“功能催化型”拓展，拓宽器械创新的技术边界。
对策层面，这项工作也为医疗器械产业提出了可落地的技术路线：以可规模化制备为导向，建立可扩展的单原子催化材料“筛选—制备—验证”闭环，减少对高温复杂工艺的依赖，并在材料体系选择上兼顾性能与资源可得性。
值得关注的是，团队通过筛选采用钴、钒等资源更丰富的金属体系，降低对贵金属的依赖，体现出成本控制与绿色制造的思路。
这对未来提升高端植入器械国产化制造能力、构建更具韧性的供应链具有现实意义。
前景方面，随着我国人口老龄化进程加快以及心脑血管疾病负担持续存在，介入治疗需求仍将保持增长，支架等植入器械的安全性与长期有效性将成为竞争的核心指标。
单原子催化支架若能在后续研究中完成更系统的生物相容性评估、长期随访验证及临床转化路径设计，并在标准体系、质量控制与规模化生产环节形成可验证的产业化方案，有望成为下一代血管介入器械的重要方向。
同时，单原子生物催化材料的“通用制备策略”亦可能扩展至其他生物医用场景，例如抗炎抗氧化相关植入物表面功能化等，为“材料—器械—临床需求”协同创新提供更多可能。
这项研究成果代表了我国生物医用材料领域的重要突破，充分展现了基础研究与临床应用相结合的创新价值。
从单原子催化剂的制备难题到血管支架的实际应用，从高端材料的自主研发到绿色可持续制造，这一系列进展不仅为心脑血管疾病患者带来了新的希望，更为我国医疗器械产业的高质量发展提供了有力支撑。
随着后续临床研究的推进，这一创新技术有望早日造福广大患者，同时也将激励更多科研工作者在生物医学领域勇于探索、追求卓越。