科创中国

生物与新医药技术

面向国家重大战略需求，以骨组织为主要代表的人体组织器官替代等新型生物材料已成为《国家中长期科学和技术发展规划纲要》重点领域及优先主题，以聚乳酸为代表的生物可吸收材料代替传统不可吸收材料已成为发展趋势。针对聚乳酸材料力学强度过低，不能满足承重部位内固定的要求；成骨性能差，其疏水表面不利于细胞（如成骨细胞）的粘附；水解产生的羧酸会降低生物环境中的pH值，不利于骨整合，甚至可能引起体内无菌性炎症等问题，开展“高强度生物活性可吸收骨钉、界面骨钉的制备以及工程化开发的研究”。通过添加钙磷基等构造出复合材料，结合材料仿生的思想，控制材料内部分子链形态，制备具有高强度、高活性的聚乳酸基可吸收骨钉及界面骨钉。本项目通过纳米基元材料的仿生制备及纳米催化引发机制的深入研究，结合纳米诱导原位聚合技术发展基于纳米自增强功能的可吸收活性纳米复合材料制备体系，通过发展新型低损伤高取向成型加工方法，实现具有自主知识产权的可吸收活性纳米复合材料及相关产品的可控制备，形成优良性能的可吸收内固定系列产品，支撑我国生物材料产业的发展。

1、本项目基于高品质聚乳酸聚合过程复杂等关键问题，提出通过构建新型纳米催化体系、原位纳米自增强技术，实现新型可吸收生物材料的可控制备。结合院士团队研究成果，在科技部国家重大研发计划资助的研究基础上，结合仿生人工植入物材料制备及其在骨修复方面的技术优势，提出利用新型钙磷纳米催化剂原位催化并自增强聚乳酸材料。项目组成员掌握了钙磷纳米催化剂和聚乳酸的可控聚合与宏量制备相关技术和最新研究动态，研究目标明确，在理论上和实践上均有可靠的基础。相应成果已申请具有自主知识产权的2项中文专利。 2、本项目基于聚乳酸成型加工过程强度低、韧性差且易降解等关键问题，提出成型加工新技术，实现新型可吸收植入器械的可控制备。结合高分子成型加工新技术与高通量优化技术构建高强韧活性可吸收内固定器械，以贯通聚乳酸全产业链关键问题的新思路。目前已经开发出高强度可吸收颅颌面内固定骨钉和内固定棒产品样品，具有良好的生物安全性，并且其性能明显优于国际临床可吸收骨钉，如日本刚子和芬兰百优骨钉，同时具有良好的成骨活性，有效降低炎性反应，具有巨大的市场前景和潜在商业价值。相应成果已申请具有自主知识产权的2项中文专利和1项PCT专利。

团队研究方向为医用材料与医疗器械工程化，入选上海市发展人才和全国材料与器件科学家智库专家委员会理事。主持科技部重点研发计划课题、军委科技委项目、国家基金委面上项目等15项科研项目。任Inter J Mol Sci 和 Gels等国际SCI期刊客座编辑（Guest Editor）。以第一/通讯作者在Chem Rev, Adv Funct Mater等知名期刊发表论文100余篇，与刘昌胜院士首次提出“材料生物学”新理论(Chem Rev, 2017)，为医用材料与器械开发提供指导。申获国内外发明专利25项，开发PLA、PLGA、PLCL系列聚乳酸基医用级原料，入选“浙江创新馆核心展品”；攻克可吸收自增强骨钉关键技术，强度优于临床进口竞品，2021年获国际高新技术成果交易会展优秀产品奖；研制2种高药担载率纳米制剂，建立1条可吸收微球管线；建设年产10万片新芙蓉膏贴产线，作为院内制剂辐射上万次乳腺炎患者。获评第九届国际康复医学与工程大会创新大赛二等奖和上海市科技进步一等奖，成果入选2022年“科创中国”先导技术榜单。创制系列高活性聚乳酸原料和医疗器械产品，在主产区进行产业应用，实现增产值5亿元

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