【項(xiàng)目精選】371期：優(yōu)質(zhì)技術(shù)項(xiàng)目推薦
項(xiàng)目一：電解錳渣膠結(jié)固化關(guān)鍵技術(shù)
項(xiàng)目簡介：
針對電解錳渣的安全堆存、無害化處理以及資源化利用關(guān)鍵技術(shù)問題，課題組研發(fā)了一種電解錳渣膠結(jié)固化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電解錳渣中錳和氨氮進(jìn)行膠結(jié)固化，有效降低錳渣中錳和氨氮遷移性，有利于錳渣的安全堆存。。
市場及經(jīng)濟(jì)效益分析：
針對電解錳渣的無害化處理，國內(nèi)外主要采用生物浸取、清洗等方式，但是這些方法都存在成本高等問題?；谝陨锨闆r，電解錳渣膠結(jié)固化關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)將有利于錳渣中有害物質(zhì)賦存形態(tài)的轉(zhuǎn)化以及電解錳渣的無害化處理。通過低品位MgO/CaO以及磷酸鹽強(qiáng)化電解錳渣中錳和氨氮膠結(jié)固化的方式，可以廣范應(yīng)用于我國電解錳等相關(guān)行業(yè)，具有巨大的應(yīng)用潛力。
項(xiàng)目二、高強(qiáng)度可降解形狀記憶聚氨酯及形狀記憶椎間盤整合器
項(xiàng)目簡介：
該高強(qiáng)度可降解形狀記憶聚氨酯具有自主知產(chǎn)權(quán)，拉伸模量為2.5-3.5 GPa，拉伸強(qiáng)度為50-60 MPa，壓縮強(qiáng)度為100-140 MPa，形狀記憶溫度在37-50℃可調(diào)，是迄今文獻(xiàn)報(bào)道中力學(xué)強(qiáng)度最優(yōu)的可降解線性聚氨酯材料?？蓡为?dú)或與β-TCP或羥基磷灰石復(fù)合用于加工具有形狀記憶性能的骨科產(chǎn)品，如形狀記憶椎間融合器、形狀記憶人工骨、形狀記憶骨螺釘?shù)龋壳笆袌錾仙袩o形狀記憶骨科產(chǎn)品。
技術(shù)成熟程度：
已完成高強(qiáng)度可降解形狀記憶聚氨酯的實(shí)驗(yàn)室合成工藝優(yōu)化；完成了化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量、熱性能、力學(xué)性能（拉、壓、彎、沖）、流變性能、形狀記憶性能等理化性能和體外生物學(xué)性能（按GB/T16886要求）的自評；完成了加工性的評價(jià)（擠出、注塑、溶液澆注、3D噴繪/低溫沉積）；建成了3D打印人工骨的打印工藝并完成了骨缺損修復(fù)能力的動物評價(jià)；建立了椎間融合器的注塑成型工藝并對其力學(xué)性能進(jìn)行了評價(jià)；建立了骨螺釘?shù)淖⑺艹尚凸に嚥ζ淞W(xué)性能進(jìn)行了評價(jià)。
產(chǎn)品的有益特征：
1）兼具高力學(xué)性能和形狀記憶性能，保證硬組織應(yīng)用環(huán)境對材料力學(xué)性能的要求；
2）形狀記憶性能使椎間融合器、人工骨或骨螺釘可以輕松植入缺損部位，使手術(shù)更方便、簡易；
3）植入缺損部位后會發(fā)生形狀回復(fù)，從而完全填充缺損間隙，并主動對缺損周圍組織施加壓力，保證初期穩(wěn)定性的同進(jìn)對周圍骨系細(xì)胞產(chǎn)生力學(xué)刺激，更有利于正常的骨代謝和礦化，最終形成骨性融合；
4）形狀記憶聚氨酯可透過X線，不會產(chǎn)生偽影和遮擋，方便醫(yī)生評估融合情況。
項(xiàng)目三、抗菌種植牙
項(xiàng)目簡介：
醫(yī)用鈦及鈦合金是口腔植入應(yīng)用最廣泛的醫(yī)用金屬材料。然而，相關(guān)植入體使用壽命短，是臨床應(yīng)用面臨的普遍挑戰(zhàn)！根本原因在于鈦及鈦合金模量過高及表/界面生物惰性。另一方面，植入體術(shù)后細(xì)菌感染是導(dǎo)致植入失敗的重要原因和臨床應(yīng)用面臨的重要挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì): 牙種植體感染率可達(dá)10%。
就牙種植體而言，如何賦予其表/界面介導(dǎo)組織自修復(fù)性能及抑制細(xì)菌感染，提高其長期使用壽命，是亟需解決的核心關(guān)鍵問題。本成果利用酸蝕鈦材，制備表面微米結(jié)構(gòu)，進(jìn)而利用溶膠-凝膠法在其表面構(gòu)建了含鋅的納米結(jié)構(gòu)，獲得了兼具抗菌/抑制破骨細(xì)胞生理功能及促進(jìn)牙槽骨快速愈合的性能。利用二氧化鈦納米管陣列加載硒，并以殼聚糖封蓋，實(shí)現(xiàn)良好抗菌的效果，同時維持鈦基材良好的生物相容性。利用鈦基材原位生成的TiO2納米管陣列加載天蠶肽，并以殼聚糖/天蠶肽偶聯(lián)透明質(zhì)酸LBL多層結(jié)構(gòu)封蓋，實(shí)現(xiàn)由鈦基材潛在細(xì)菌分泌透明質(zhì)酸酶觸發(fā)的自響應(yīng)短期及長效抑菌作用，為研發(fā)抗菌牙種植體積累自主知識產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵技術(shù)。
項(xiàng)目四、新型人工關(guān)節(jié)
項(xiàng)目簡介：
醫(yī)用鈦及鈦合金是矯形外科臨床應(yīng)用最廣泛的醫(yī)用金屬材料人工關(guān)節(jié)。然而，相關(guān)植入體使用壽命短，是臨床應(yīng)用面臨的普遍挑戰(zhàn)！根本原因在于鈦及鈦合金模量過高及表/界面生物惰性，不能主動刺激骨細(xì)胞/組織功能，導(dǎo)致植入體與周邊骨組織整合性不夠。尤其對骨質(zhì)疏松患者群(>9000萬)而言，植入體固定非常困難。本成果面向國家/地方植入醫(yī)療器械的重大戰(zhàn)略需求，緊跟國際研究前沿，圍繞生物材料生物功能性及植入體藥械結(jié)合的研發(fā)主線，基于細(xì)胞外微環(huán)境原理，探究生物材料界面微環(huán)境特征如何調(diào)控骨/骨關(guān)節(jié)修復(fù)的核心科學(xué)問題，系統(tǒng)地研究生物材料界面微環(huán)境特征與細(xì)胞相互作用規(guī)律及分子機(jī)制，提供生物材料表面功能化關(guān)鍵技術(shù)，最終為骨/骨關(guān)節(jié)修復(fù)提供新材料。
植入體與宿主的生物反應(yīng)首先發(fā)生在材料界面，誘發(fā)細(xì)胞粘附到組織形成的生物級聯(lián)反應(yīng)。如何構(gòu)建生物功能性界面并賦予植入體主動刺激細(xì)胞/組織功能的性能，提高其使用壽命，是醫(yī)療器械研發(fā)關(guān)鍵科學(xué)問題之一。本項(xiàng)目創(chuàng)建生物功能性界面與骨髓基質(zhì)干細(xì)胞雙向“交流”調(diào)控的理論假說。利用雙酸腐蝕及陽極氧化等技術(shù)制備系列鈦基多尺度微米、微/納米、納米結(jié)構(gòu)，揭示微/納米結(jié)構(gòu)>納米結(jié)構(gòu)>微米結(jié)構(gòu)的生物學(xué)響應(yīng)規(guī)律。率先將層層組裝技術(shù)(LBL)技術(shù)引入到鈦基生物材料界面工程，獲專利授權(quán)。進(jìn)而，利用LBL技術(shù)構(gòu)建生物因子插層多層結(jié)構(gòu)，調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的分化，并促進(jìn)植入體的骨整合性。首次在鈦材表面構(gòu)建“三明治”界面結(jié)構(gòu)，調(diào)控成骨細(xì)胞/破骨細(xì)胞動態(tài)生長平衡，開發(fā)出具有骨質(zhì)疏松治療功效的鈦基新型植入器械。
項(xiàng)目五、組織器官智能分割關(guān)鍵技術(shù)
項(xiàng)目簡介：
超聲、CT及MRI等影像技術(shù)憑借非侵入性和高特異性等特點(diǎn)，在臨床診斷及治療領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。但病人一次檢測可產(chǎn)生數(shù)百兆的影像數(shù)據(jù)，對影像的處理、分析及診斷工作繁瑣重復(fù)，工作量巨大；眾多器官如肝臟由于自身解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，個體間變異性大，對醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)和水平要求較高。目前我國影像科醫(yī)生存在較大缺口，基層醫(yī)院尤其突出，因此醫(yī)學(xué)影像醫(yī)學(xué)圖像的自動分析有著迫切需求。
團(tuán)隊(duì)在人工智能、圖像處理前沿算法進(jìn)行深入研究，開發(fā)了組織器官智能分割技術(shù)，可快速、準(zhǔn)確的對肝、脾、腎等腹部器官及其血管、病灶進(jìn)行分割、結(jié)構(gòu)化、可視化，并構(gòu)建三維智能解剖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。借助該系統(tǒng)，醫(yī)生可對器官及病灶進(jìn)行三維立體定量評估，輔助醫(yī)生進(jìn)行臨床診斷及手術(shù)治療。
項(xiàng)目六、肺癌無創(chuàng)快速篩查檢測儀
項(xiàng)目簡介：
針對重大疾病建立無創(chuàng)快速檢測新技術(shù),按照目標(biāo)分子設(shè)計(jì)、納米自組裝等方法制備出選擇性敏感材料，以可視化傳感芯片與檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全新的非侵入式肺癌早期篩查方式，克服了傳統(tǒng)方法的弊端，具有直觀，無創(chuàng)，高效，便攜，低廉等優(yōu)點(diǎn)，在重大疾病篩查早期預(yù)警與防治等方面都具有廣泛的應(yīng)用前景。
