北京
新华社天津12月26日电（记者张建新、栗雅婷）近日，天津大学医学院张晓东教授团队成功开发出一种新型高性能单原子生物催化材料，并首次将其应用于血管支架，为心脑血管疾病的长效治疗提供了全新解决方案。相关成果论文发表在国际期刊《自然·可持续发展》（Nature Sustainability）。
单原子催化剂如同化学反应的“高效管家”，能快速促成关键分子的转化，在能源和医疗等领域拥有广阔的应用前景。但如何大规模、精准地制备这类催化剂，是制约其走向实际应用的关键难题。现有的制备方法中，传统工艺难以精确控制原子分布，高温处理还容易破坏材料结构；而其他能实现原子级精准调控的技术又往往成本高昂、工艺复杂、产量有限。
张晓东教授团队独辟蹊径，提出了一种通用型单原子催化剂制备策略。他们通过机器学习与计算机模拟，从近两万种原子结构中筛选出催化活性最高的原子。然后采用离子注入技术，将活性原子“注入”常用医用镍钛合金的表面，从而实现了单原子催化剂的高效、均匀制备。
单原子血管支架大规模制备示意图。新华社发
该方法优势明显，规模化制备能力强，仅用数小时即可一次性做出面积达200平方厘米的催化材料。且避免了传统高温工艺对材料结构的破坏，使制备出的催化剂在长达4年的测试中性能稳定，未见衰减。
基于此，团队研制出了新一代“单原子血管支架”，该支架具有持续、高效的类酶催化功能，能够持续高效地清除血管内过量有害的活性氮物质，从源头上减轻氧化损伤与炎症反应，有效抑制血管再狭窄等术后并发症。在动物实验中，这款单原子血管支架效果显著，能够有效预防血管损伤并促进功能恢复。
团队通过筛选，成功采用了钴、钒等资源更丰富的金属体系，避免了对昂贵贵金属的依赖，降低了成本。“这项工作为开发更长效、更安全的血管介入器械带来了希望，我们还探索出了一条可规模化制备高性能生物催化材料的通用技术路径，”张晓东教授表示，“它连接了前沿基础研究与临床重大需求，未来有望拓展至更多生物医用场景。”
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