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生物與功能陶瓷仿骨人工骨及骨組織工程支架材料研究陶瓷人工關(guān)節(jié)研發(fā)齒科材料的研究有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料微焦點(diǎn)X-CT無(wú)損評(píng)價(jià)生物材料自組裝誘導(dǎo)成骨生物活性材料生物活性功能梯度材料新型陶瓷人工關(guān)節(jié)齒科用著色氧化鋯陶瓷材料可注射礦物相骨修復(fù)材料生物活性涂層材料骨修復(fù)材料研究齒科修復(fù)材料研究生物醫(yī)學(xué)材料制備技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定，產(chǎn)品注冊(cè)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)用系列陶瓷剪刀透波陶瓷與耐超高溫陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（陶瓷柱塞）系列陶瓷球閥與閥芯Si3N4基陶瓷軸承和高溫高強(qiáng)部件                 系列陶瓷柱塞                                 陶瓷人工髖關(guān)節(jié)生物活性人工骨園塊生物活性人工骨支架生物活性人工骨制品生物活性人工骨制品生物活性人工骨骨塊顆粒型生物活性人工骨眼簾支架人工耳聽(tīng)骨植入體人工義眼生物活性人工骨：包括顆粒狀、塊狀及異型件

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(diǎn)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(diǎn)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(shì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(qiáng)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?chē)派鋵影鍫羁紫督Y(jié)構(gòu)（圖1）。該孔隙結(jié)構(gòu)開(kāi)放度高，骨傳導(dǎo)性強(qiáng)（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(diǎn)，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(qiáng)度適宜，可體內(nèi)降解，生物活性優(yōu)良等特點(diǎn)，有望逐步取代現(xiàn)有的陶瓷或金屬骨支。

研發(fā)階段/n該發(fā)明提供具有片狀解理晶粒結(jié)構(gòu)的β-TCP生物陶瓷粉末的制備工藝。采用本發(fā)明方法時(shí)，首先按摩爾比為2∶1稱取計(jì)算量的二水磷酸氫鈣和碳酸鈣，混勻后在電爐中加熱升溫到930℃，保溫3小時(shí)；然后將粉末取出，直接用液氮急冷，再將其放入930℃的爐中急熱，隨爐自然冷卻；最后將粉末置于原始Ringer液中37℃恒溫浸泡7天，取出干燥，得到的粉末主晶相為β-TCP，單晶粒具有片狀解理結(jié)構(gòu)。 優(yōu)勢(shì)：制得的粉末主晶相為β-TCP，并且單晶粒具有片狀解理結(jié)構(gòu)，從而有利于材料在人體內(nèi)的降解。

物活性磷酸鈣陶瓷人工骨是在江蘇省高技術(shù)研究項(xiàng)目和東南大學(xué)國(guó)際合作研究項(xiàng)目資助下，與國(guó)際行進(jìn)水平同步的應(yīng)用研究成果。該人工骨應(yīng)用模板法成型，組成上與骨的無(wú)機(jī)物組成接近，結(jié)構(gòu)上與自然骨中松質(zhì)骨空間網(wǎng)狀多孔狀結(jié)構(gòu)類(lèi)似，具有優(yōu)良的生物相容性和骨傳導(dǎo)性。圖1為人工骨外觀照片和類(lèi)似于松質(zhì)骨網(wǎng)狀孔隙結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片，與天然骨類(lèi)似的仿生空間網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，是本成果與現(xiàn)有合成人工骨產(chǎn)品最顯著的區(qū)別。用途：骨科、牙科及整形外科(1)各種創(chuàng)傷性骨缺損修復(fù)；(2)先天畸形引起的骨缺失或骨缺損治療，如顎裂、齒槽突裂等；(3)骨結(jié)核，骨腫瘤徹底清除病灶后的骨缺損修復(fù)；(4)關(guān)節(jié)融合，椎體植骨融合，矯形植骨；(5)骨折延遲愈合，骨不連等的治療。性能：孔徑300-500?m；孔隙率≥70%；抗壓強(qiáng)度：＞1.5MPa，用于各種骨缺損修復(fù)。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種磷酸鈣生物活性陶瓷，所述包括多孔磷酸鈣陶瓷基體和納米改性層，所述納米改性層為納米晶磷酸鈣。所述多孔磷酸鈣陶瓷基體表面通過(guò)改性處理自組裝形成一層納米磷酸鈣，從而使材料表面/界面具有較大的比表面積，利于吸附成骨相關(guān)蛋白和細(xì)胞，材料植入體內(nèi)后能快速釋放鈣、磷離子，促進(jìn)新骨形成，進(jìn)而使材料具有更好的生物活性和骨誘導(dǎo)性，同時(shí)該陶瓷具有更好的力學(xué)性能。

項(xiàng)目通過(guò)微納米陶瓷燒結(jié)技術(shù)， 獲得具有生物活性的氧化鈦陶瓷， 可以與骨組織形成生物活性結(jié)合， 表現(xiàn)出優(yōu)良的生物活性， 同時(shí)其光催化效應(yīng)賦予其抗菌抑菌性， 可預(yù)防植入體污染引起的感染。該項(xiàng)目獲得的氧化鈦陶瓷兼具生物活性與抗菌抑菌性，可顯著提高植入體的體內(nèi)修復(fù)成功率。同時(shí)為提高納米氧化鈦的附加值具有重要作用。

原理：以蜜蜂為活體生物轉(zhuǎn)化器，利用體內(nèi)酶系進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，將果汁轉(zhuǎn)化為果蜜創(chuàng)新點(diǎn)：世界上首次提出“以飼代采”生物釀蜜概念，以大宗水果為原料，經(jīng)前處理，飼喂蜜蜂，實(shí)現(xiàn)定場(chǎng)養(yǎng)蜂，實(shí)現(xiàn)蜂蜜工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用案例：2023年，在沈陽(yáng)建立200群的生物釀蜜示范基地，輻射東北地區(qū)成果獲獎(jiǎng)：第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外科技活動(dòng)大賽，三等獎(jiǎng)成果評(píng)價(jià)：完全顛覆國(guó)內(nèi)外幾千年的蜂蜜生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)0→1的突破，為蜂蜜生產(chǎn)打開(kāi)一扇全新的大門(mén)，規(guī)避了傳統(tǒng)蜂蜜生產(chǎn)的限制因素以及不利因素，實(shí)現(xiàn)蜂蜜生產(chǎn)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、智能化，蜂蜜生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)提高3-4倍，解決了水果滯銷(xiāo)、儲(chǔ)運(yùn)損失的問(wèn)題。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 陶瓷墨水就是含有某種特殊陶瓷粉體的懸濁液或乳濁液，通常包括陶瓷粉 體、溶劑、分散劑、結(jié)合劑、表面活性劑及其它輔料。利用 PüHLER 納米研磨 機(jī)可將無(wú)機(jī)顏料噴墨技術(shù)功能性的陶瓷墨水打印在陶瓷磚上，實(shí)現(xiàn)建筑陶瓷的個(gè) 性化和功能化。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 反相微乳液法制備高溶度 ZrO2 陶瓷墨水。反相微乳液制備陶瓷墨水，得到 粒度均勻的納米微粒和最大溶水量時(shí)的最佳組分配比,乳化效果最好,溶水量佳。 同時(shí)利用反相微乳液法制備出了非水相 ZrO2陶瓷墨水。成型后快速干燥, 獲 得均勻、致密堆積的陶瓷坯體。此方法通過(guò)設(shè)計(jì)體系的組成,繪制不同組分配比 和不同溫度時(shí)的體系擬三元相圖,計(jì)算出最佳組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度的控制范 圍。陶瓷墨水透明穩(wěn)定,目前質(zhì)量濃度可達(dá)到 1.4% ,粒度 20nm 左右,高度分散， 表面張力、粘度等指標(biāo)均滿足間歇式噴墨打印機(jī)的技術(shù)要求。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： 相比絲網(wǎng)印刷和輥筒印刷技術(shù)，噴墨印刷擁有著生產(chǎn)流程更簡(jiǎn)單、產(chǎn)品生產(chǎn) 周期縮短、花色紋理更加逼真豐富的有點(diǎn)。 陶瓷噴墨打印成型技術(shù)是一種把計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)應(yīng)用于陶瓷成型中 的 新技術(shù)。它是在計(jì)算機(jī)控制下多層打印逐層疊加制出三維陶瓷坯體。它在復(fù) 雜單體陶瓷制造、有序成分復(fù)合材料制造,固體氧化物燃料電池制造等方面有很 好的應(yīng)用前景。 按中國(guó)陶瓷噴墨打印機(jī)最終市場(chǎng)容量 3000 臺(tái)，當(dāng)前陶瓷墨水平均價(jià)格 13 萬(wàn)元/噸，每臺(tái)陶瓷噴墨打印機(jī)機(jī)使用的墨水量 8-12 噸/年來(lái)計(jì)算，未來(lái)國(guó)內(nèi)陶瓷 墨水市場(chǎng)價(jià)值為 31.2-46.8 億元/年。 應(yīng)用領(lǐng)域： 噴墨印刷技術(shù)被廣泛應(yīng)用到瓷片、全拋釉、仿古磚、微晶石、薄板等產(chǎn)品中。 合作方式及條件天津大學(xué)科技成果選編 技術(shù)合作與專利轉(zhuǎn)讓 

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介: 陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐老化、抗壓強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但有一個(gè)致命的缺點(diǎn)——脆性。柔性陶瓷材料作為一種新型材料，在通訊、電子、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍事等高技術(shù)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。如電子計(jì)算機(jī)的高速硬盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需要柔性陶瓷軸承；導(dǎo)彈、火箭發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件如透波、鼻錐等要用耐高溫和抗氧化能力極強(qiáng)的柔性陶瓷做天線罩，才能承受高溫氣流的沖刷、摩擦 研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)純鈦酸鋁原料制備鈦酸鋁柔性陶瓷技術(shù)的改進(jìn)，以TiO2、Al2O3為原料，輔以Fe2O3、MgO、SiO2等添加劑，通過(guò)固相反應(yīng)、固相燒結(jié)制備出柔性鈦酸鋁陶瓷。能夠降低燒結(jié)溫度，且制備的鈦酸鋁陶瓷具有更高的強(qiáng)度和柔性。將其制備成具有柔性的鈦酸鋁陶瓷材料，將有傳統(tǒng)陶瓷材料沒(méi)有的特性，并且能夠進(jìn)一步提高其抗熱震性，使得柔性鈦酸鋁陶瓷能應(yīng)用于更為苛刻的環(huán)境中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中用途更廣、市場(chǎng)大、前景好。可彎砂巖可彎砂巖微觀結(jié)構(gòu)圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)型:發(fā)明專利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無(wú)