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大范圍骨缺損的修復(fù)是臨床上的難題之一。骨支架具有良好的可設(shè)計性，是一種有前途的骨修復(fù)材料。目前大部分骨支架生物活性差，骨傳導(dǎo)效率低。電信號是調(diào)控機體生物活動的主要信號之一，針對骨骼的電活性特點，我們設(shè)計研發(fā)了一種仿生多孔羥基磷灰石（HA）/鈦酸鋇（BT）壓電陶瓷骨支架。該支架具有中央大孔和周圍放射層板狀孔隙結(jié)構(gòu)，骨傳導(dǎo)性強；可在體內(nèi)持續(xù)提供電刺激，進(jìn)一步提高骨傳導(dǎo)效率，擴大骨支架修復(fù)范圍，生物相容性好，生物活性強。

成果與項目的背景及主要用途：組織工程是近來備受關(guān)注的交叉領(lǐng)域， 其 潛在市場巨大。其中可吸收手術(shù)縫合線和人造皮膚都已進(jìn)入市場，而骨移植材料 及雜化骨組織將是下一個實現(xiàn)臨床應(yīng)用的高科技產(chǎn)品。磷酸鈣、碳酸鈣和硫酸鈣 是目前研究最多的無機骨修復(fù)材料。其中硫酸鈣骨基植入物是目前進(jìn)入國際市場 的骨組織主導(dǎo)產(chǎn)品之一，也是唯一兼具生物相容性又可被完全吸收的骨修復(fù)材料， 國外對此進(jìn)行了大量的臨床和細(xì)胞生物學(xué)研究，其產(chǎn)品 OsteoSet 已進(jìn)入臨床應(yīng) 用，國外產(chǎn)品價格約為 40 元/片（每片約 100mg）。硫酸鈣基骨植入物可用來填 充骨缺損部位，提供良好的骨生長支架和環(huán)境；也可載活性因子或藥物，兼具緩 慢釋放治療作用。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：硫酸鈣具有凝結(jié)性，在凝結(jié)過程中而逐漸成型， 而顯現(xiàn)出高的力學(xué)性能。硫酸鈣具有骨傳導(dǎo)作用，植入到骨缺損部位后，它起到 橋梁作用，允許細(xì)骨胞粘附爬行。隨著材料的吸收，骨細(xì)胞不斷前進(jìn)，最后形成 新骨。主要工藝流程如下： 醫(yī)用硫酸鈣制備 → 配料 → 成型 → 檢驗 → 包裝 → 滅菌 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：本研究得到了天津市科委的資助，相關(guān)的研究 189天津大學(xué)科技成果選編 成果已申報了國家發(fā)明專利 5 項，其中 1 項已授權(quán)。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：硫酸鈣骨修復(fù)材料既可用作植骨材料，也可用作 骨髓炎用植入型藥物局部釋放體系。硫酸鈣作為植骨材料 1998 年在美國的市場 份額為 470 萬美元（價格為 5cc: $240），排在人工骨修復(fù)材料的第 2 位（21%）， 僅次于來源于珊瑚的植骨材料。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展和人們認(rèn)可度的提高，人工骨的 應(yīng)用會越來越普及。 德國默克公司的 Septopal 為載慶大霉素的聚合物局部釋放體系（價格為 30beads：74 歐圓），在治療骨髓炎方面顯示出良好的療效，在歐洲早已臨床應(yīng) 用。硫酸鈣載藥植骨材料將克服 Septopal 存在的嚴(yán)重不足，推向市場后其經(jīng)濟效 益相當(dāng)可觀。 我們所制備的上述產(chǎn)品的成本大約在 6 元左右，利潤空間非常大，為高回報 產(chǎn)品，屬于國家鼓勵優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)療器械、生物材料制品、組織工程制品 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）：原材料 均為國產(chǎn)，價格低廉。所需設(shè)備投資不大。常規(guī)醫(yī)藥行業(yè)的廠房基本上能滿足要 求，主要生產(chǎn)車間 100 平方米。 合作方式及條件：面談

多孔骨支架材料是修復(fù)骨缺損最有前景骨替代材料，但制約其臨床應(yīng)用的瓶頸是支架深部骨再生能力，本研究在復(fù)習(xí)文獻(xiàn)，總結(jié)現(xiàn)有骨支架材料的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，提出仿生多孔復(fù)合骨支架材料的設(shè)想。自骨單位——哈弗斯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點得到啟發(fā)，從結(jié)構(gòu)與成分仿生出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)有的生物合金、水凝膠及陶瓷支架的優(yōu)勢特點，設(shè)計了一種新型鎂合金/水凝膠/生物陶瓷復(fù)合骨支架。支架內(nèi)部由力學(xué)強度較高的多孔鎂合金支架構(gòu)成核心，支撐支架形態(tài)，可體內(nèi)降解，且降解產(chǎn)物有助于成骨；支架其余部分由仿生多孔水凝膠/陶瓷復(fù)合骨支架填充，具有中央大孔和周圍放射層板狀孔隙結(jié)構(gòu)（圖1）。該孔隙結(jié)構(gòu)開放度高，骨傳導(dǎo)性強（圖2）；水凝膠/陶瓷支架可在體內(nèi)降解，并模擬骨組織細(xì)胞外基質(zhì)特點，為成骨細(xì)胞提供適宜的微環(huán)境（圖3）。新型仿生多孔鎂合金/水凝膠/生物陶瓷復(fù)合支架具有力學(xué)強度適宜，可體內(nèi)降解，生物活性優(yōu)良等特點，有望逐步取代現(xiàn)有的陶瓷或金屬骨支。

隨著工業(yè)生產(chǎn)的加快以及人類生活品質(zhì)的提高，對多相分離中的分離效率和膜材料的使用壽命都有了更高的要求。本項目旨在研究制備仿生液體復(fù)合膜材料。通過仿生多孔膜材料與功能液體的協(xié)同物理化學(xué)設(shè)計，制備的仿生液體復(fù)合膜材料突破傳統(tǒng)固/液界面設(shè)計的限制，應(yīng)用全新的動態(tài)固/液/液界面設(shè)計制備液體復(fù)合膜材料，可用于污水處理和工業(yè)生產(chǎn)中的油/氣/水分離，較傳統(tǒng)商業(yè)膜在抗污節(jié)能，力學(xué)性能，耐用性和使用壽命等方面有顯著提高。同時通過構(gòu)筑應(yīng)力響應(yīng)等仿生響應(yīng)性液體復(fù)合膜材料，也將為實現(xiàn)新型智能可控膜體系的構(gòu)建與成果產(chǎn)業(yè)化提供技

鈦及鈦合金在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。隨著表面改性技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)表面生物活化改性的多孔鈦材料不僅具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性，還可具有骨誘導(dǎo)性。中心在國家“十一五”、“十二五”科技支撐計劃資助下，利用獨特的多孔金屬制備技術(shù)及表面電化學(xué)改性技術(shù)制備出骨誘導(dǎo)多孔鈦材料，其力學(xué)性能與人體自然骨匹配良好，在應(yīng)用于承力部位骨修復(fù)方面具有極大的優(yōu)勢。

 納米表面結(jié)構(gòu)引導(dǎo)骨再生是當(dāng)前骨替代修復(fù)材料領(lǐng)域一個新的研究方向及研究熱點。目前的研究主要集中在納米表面結(jié)構(gòu)對成骨細(xì)胞系成骨分化的調(diào)控機制，而對成骨微環(huán)境中免疫細(xì)胞的調(diào)控作用研究甚少。本研究系統(tǒng)比較了巨噬細(xì)胞對不同納米顆粒大小（16，38，68 nm）和不同表面化學(xué)成分（富含胺基的丙烯胺及富含羧基的丙烯酸）的納米表面結(jié)構(gòu)生物材料的免疫應(yīng)答差異，發(fā)現(xiàn)納米表面結(jié)構(gòu)可以改變巨噬細(xì)胞的形態(tài)，將胞外的理化信號轉(zhuǎn)入胞內(nèi)，激活自噬反應(yīng)，從而調(diào)控免疫微環(huán)境，影響間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化。      該研究從骨形成免疫微環(huán)境的角度提出了“納米表面引導(dǎo)成骨”的新機制，提示通過精準(zhǔn)控制生物材料的納米表面結(jié)構(gòu)，可靶向調(diào)控免疫細(xì)胞，營造有利于骨形成的免疫微環(huán)境，最終實現(xiàn)納米成骨，為納米骨生物材料的研發(fā)提供了新的策略。

針對生物陶瓷、生物醫(yī)用高分子材料及其復(fù)合材料，采用 3D 打印技術(shù)制備 符合個性化、結(jié)構(gòu)/強度/降解特性可調(diào)節(jié)、多組分協(xié)同的骨修復(fù)植入材料，包括 生物陶瓷植入材料和生物陶瓷/高分子復(fù)合長效藥物緩釋植入材料。生物陶瓷植入材料功能:骨缺損占位支撐;修復(fù)各種骨性空隙、空洞及缺損; 負(fù)重部位骨折、骨缺損修復(fù)(在固定器械和材料輔助下);植入器械表面修飾， 提升生物活性。

XM-160上頜骨放大模型 ? 功能特點： ■ XM-160上頜骨放大模型顯示放大上頜骨的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。 ■ 前面觀：示牙槽軛、犬牙窩、切牙窩、眶下孔、眶下切跡、鼻切跡、鼻前棘、鼻脊、額突、牙槽突、顴突。 ■ 內(nèi)側(cè)面觀：示上頜竇、淚溝、鼻甲脊、翼腭溝、篩骨脊、切牙管、腭突。 ■ 下面觀：示腭溝、切牙孔、牙槽緣、牙槽、牙槽間隔和內(nèi)隔。 ■ 后面觀：示顳下面、顴下脊、牙槽孔、上頜結(jié)節(jié)。 ■ 上面觀：眶面、眶下溝、眶下管、淚切跡、淚前脊。 ■ 尺寸：放大，14.5×14×16.5cm ■ 材質(zhì)：PVC材料

融入空間自由度，力學(xué)，生物，仿生步態(tài)等諸多跨學(xué)科知識。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊成功研制出一種新型納米纖維素仿生結(jié)構(gòu)材料（英文簡稱CNFP），相關(guān)論文發(fā)表在國際期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。這種新材料輕、強、韌、尺寸穩(wěn)定，綜合性能突出，將在輕量化抗沖擊防護(hù)和緩沖材料、空間材料、精密儀器結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。據(jù)介紹，這種天然納米纖維素高性能結(jié)構(gòu)材料的密度非常低，僅為鋼的1/6、鋁合金的一半，其單位密度下強度、單位密度下韌性均超過傳統(tǒng)合金材料、陶瓷和工程塑料，有望替代現(xiàn)有的工程塑料。同時，該材料還具有極高尺度穩(wěn)定性，熱膨脹系數(shù)極低，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)合金材料和工程塑料，即使在受到劇烈熱沖擊條件下，力學(xué)性能與尺寸依然高度穩(wěn)定。此外，該材料還具有極高的抗沖擊性能、高損傷容限以及能量吸收性能。