该项目属于新材料领域，为金属表面改性学与医学工程材料交叉学科。细菌感染和成骨缓慢是致使骨植入医疗器械临床失效的两个首要原因。该项目针对传统纳米银毒性大、抗菌活性不可控、抗菌与成骨不兼容的科学问题,探索纳米抗菌金属颗粒镶嵌原理和技术, 提出基于“微电池腐蚀” 和 “肖特基接触”效应赋予医用钛合金“安全抗菌”、“快速骨整合” 及 “抗菌兼成骨” 功能, 并进行系统医学转化研究, 为研发 “抗菌” 或 “成骨兼抗菌” 型骨植入器械及其临床应用奠定了科学和技术基础。关键科学发现有以下3点:(1) 发展 “原子尺度加热” 构建“镶嵌”式金属纳米颗粒技术，提出“微电池腐蚀” 和 “肖特基接触” 抗菌模型，为研发抗菌型骨植入器械提供安全有效方案。(2) 发现在钛合金表面构建“储活性元素”的纳米改性层，可促进钛合金表面成骨并提高活性组分生物学利用率，为实现植入体“快速骨整合”提供新思路。(3) 发明 “二元离子共注入” 技术、提出 “双功能微电池腐蚀” 成骨/抗菌模型，为研发成骨兼抗菌型骨植入器械提供新方案。该项目受国家杰出青年基金、“十二五”973课题、多个国家自然科学基金面上、及上海市基础重点等项目资助，迄今在Biomaterials、Acta Biomaterialia、Materials Science and Engineering R等领域权威期刊发表论文62篇(其中IF>5的17篇)，被Biomaterials、Chemical Reviews、Angewandte Chemie International Edition等领域权威期刊评价引用，SCI他引1645次。8篇代表性论文SCI他引743次，单篇最高159次，篇均92次。获授权中国发明专利12项。培养博士11名，硕士8名，其中2人次获研究生国家奖学金。项目完成人刘宣勇获国家杰出青年基金资助(2015)，入选国家“万人计划”领军人才(2018)、科技部中青年科技创新领军人才(2016)、上海市自然科学牡丹奖(2015)、上海市优秀学术带头人等人才计划(2014)。曹辉亮入选“中国科学院青年创新促进会(2015)”和上海市“青年科技启明星计划(2015)”。张先龙入选“亚太人工关节感染共识编委会主任委员(2018) ”和“中国人工关节感染专业委员会(PJI)主任委员(2018)”。依据项目发现的表面改性原理, 开发新型钛内固定系统, 通过企业获植入医疗器械注册证1件, 2014年至今已临床使用逾14万余例。项目发展“镶嵌式”纳米银抗菌技术的生物安全性获国家食品药品监督管理总局(CFDA)认可权威机构认证，建立“中国科学院上海硅酸盐研究所慈溪生物材料表面工程中心”产业化孵化。项目执行期间，研发新型多功能表面改性系统1套(2016年10月安装)，为相关表面改性技术产业化奠定设备配套基础。总之，该项目推动了骨植入医疗器械表面功能化科学和技术领域发展，具有重要学术价值和广阔应用前景。