生物醫(yī)用材料的案例
生物醫(yī)用材料市場(chǎng)、趨勢(shì)及其在3D打印中的應(yīng)用
生物醫(yī)用材料的發(fā)展綜合體現(xiàn)了材料學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域科學(xué)與工程技術(shù)的水平。同時(shí)，生物再生材料產(chǎn)業(yè)作為材料科學(xué)、生物技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)的前沿和重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，以及整個(gè)生物醫(yī)學(xué)工程的基礎(chǔ)，已發(fā)展為整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系中最具活力的產(chǎn)業(yè)之一。
生物醫(yī)用材料也被應(yīng)用于3D打印植入物制造、組織工程支架制造等領(lǐng)域，如用于骨科植入物制造的鈦合金粉末，用于骨再生支架增材制造的生物陶瓷，以及用于人工組織制造的水凝膠等材料都屬于生物醫(yī)用材料。
定義與分類(lèi)
生物醫(yī)用材料是一類(lèi)用于診斷、治療、修復(fù)、替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能的新型高科技材料。根據(jù)中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)的定義與分類(lèi)，生物醫(yī)用材料可根據(jù)材料的性質(zhì)、來(lái)源、用途等不同維度進(jìn)行分類(lèi)。
資料來(lái)源：火石創(chuàng)造；正海生物招股說(shuō)明書(shū)
近年來(lái)，可降解高分子材料、納米材料、組織工程材料等新材料逐漸應(yīng)用在醫(yī)用領(lǐng)域，為眾多疾病的治療提供了新的方向。
邁普再生醫(yī)學(xué)生產(chǎn)的3D打印硬腦（脊）膜-睿膜?
生物醫(yī)用材料及植入器械的研究和產(chǎn)業(yè)化也是醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)，其發(fā)展和應(yīng)用促生出了再生醫(yī)學(xué)這一新學(xué)科，其產(chǎn)品主要由干細(xì)胞、以生物材料為支架的組織工程化組織和器官、以及可供移植的生物組織和器官構(gòu)成，包括口腔修復(fù)膜、骨修復(fù)材料、硬腦（脊）膜補(bǔ)片、人工角膜等。
市場(chǎng)規(guī)模與趨勢(shì)
作為一種低原材料消耗、低能耗、高技術(shù)附加值的新興產(chǎn)業(yè)，近二十年來(lái)全球生物醫(yī)用材料市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)麥姆斯咨詢(xún)，2016年全球生物醫(yī)用材料市場(chǎng)規(guī)模約為709億美元，預(yù)計(jì)2021年將達(dá)到1491.7億美元，2016~2021年復(fù)合年增長(zhǎng)率為16%，遠(yuǎn)高于全球醫(yī)療器械市場(chǎng)規(guī)模8%的增長(zhǎng)率。
展開(kāi) 生物醫(yī)用金屬材料現(xiàn)狀與進(jìn)展
相信在不久的將來(lái)，鎂合金必定會(huì)在醫(yī)用金屬植入材料領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
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生物醫(yī)用鋯基合金材料
鋯基生物醫(yī)用合金材料因其強(qiáng)度高、韌性好、抗腐蝕性好且具有良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。
Zr是一種擁有優(yōu)良耐腐蝕性能、組織相容性好、無(wú)毒性的金屬，常被用作合金化元素添加進(jìn)Ti合金中，以提高Ti合金的機(jī)械性能。從Zr-Ti 二元相圖可以看出，Zr和Ti能相互溶解，說(shuō)明它們具有相似的物理和化學(xué)性質(zhì)。近年來(lái)，通過(guò)添加無(wú)毒副作用的合金元素對(duì)Zr合金進(jìn)行強(qiáng)化及性能優(yōu)化開(kāi)發(fā)出了新型生物醫(yī)用合金材料。Zr基生物醫(yī)用合金材料因其彈性模量低、強(qiáng)度高、在生理環(huán)境中耐腐蝕性能好、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)逐漸引起人們的關(guān)注，被用作人體硬組織替代材料。
從近些年Zr基生物醫(yī)用合金材料的體系開(kāi)發(fā)及相關(guān)性能研究來(lái)看：一方面，研究逐漸從單一的關(guān)注材料機(jī)械性能轉(zhuǎn)到關(guān)注材料的機(jī)械性能和生物相容性能和諧發(fā)展，未來(lái)Zr基生物醫(yī)用合金材料的研究將以不斷提高其使用安全性為主；另一方面，科研工作者也應(yīng)致力于建立Zr基生物醫(yī)用合金材料體系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，比如體系的相圖、熱力學(xué)數(shù)據(jù)、對(duì)人體毒性的系統(tǒng)化研究、人體環(huán)境中的腐蝕機(jī)理等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從分子水平上展開(kāi)Zr基生物醫(yī)用合金材料的研究，深入了解其對(duì)人體的影響，使基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)日益完善。
展開(kāi) 四川大學(xué)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心王云兵主任團(tuán)隊(duì)招聘科研助理
王云兵教授簡(jiǎn)介
王云兵教授是國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心主任、四川大學(xué)生物材料工程研究中心主任、四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院學(xué)術(shù)院長(zhǎng)、中國(guó)生物材料學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、科技部生物材料國(guó)際交流合作基地主任、教育部組織再生性生物材料科學(xué)與工程創(chuàng)新引智基地主任，“百千萬(wàn)人才工程”國(guó)家級(jí)人選，“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席、中國(guó)心腦血管聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、國(guó)家有突出貢獻(xiàn)中青年專(zhuān)家，國(guó)際生物材料科學(xué)與工程學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)Fellow。
主要從事用于心腦血管疾病、糖尿病、眼科疾病等治療的新型生物醫(yī)用材料和微創(chuàng)植/介入醫(yī)療器械的基礎(chǔ)研究與產(chǎn)品應(yīng)用開(kāi)發(fā)。主持開(kāi)發(fā)了一系列國(guó)內(nèi)、國(guó)際首創(chuàng)的醫(yī)療器械產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模臨床應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，已申報(bào)國(guó)內(nèi)、國(guó)際專(zhuān)利300多項(xiàng)，國(guó)際期刊發(fā)表論文100多篇。
課題組主頁(yè)
https://www.x-mol.com/groups/wang_yunbing
具體工作地點(diǎn)
成都市武侯區(qū)四川大學(xué)望江校區(qū)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心
課題組長(zhǎng)期招聘科研助理，歡迎有以下科研背景的同學(xué)加入：
崗位一：熟悉高分子/有機(jī)合成反應(yīng)，加分項(xiàng)：有開(kāi)環(huán)/離子聚合反應(yīng)和無(wú)水無(wú)氧操作基礎(chǔ)；
崗位二：熟悉傳統(tǒng)微球制備或微流控技術(shù)微球制備方法；
崗位三：熟悉水凝膠的制備及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
展開(kāi) 創(chuàng)新應(yīng)用的生物基復(fù)合材料
一艘德國(guó)制造的船、一座荷蘭的人行天橋和奧地利的木釘似乎沒(méi)有什么共同之處，但它們卻有一個(gè)重要的共同點(diǎn)：它們都是由生物復(fù)合材料制成的。在歐洲木材和天然纖維復(fù)合材料會(huì)議上，三位創(chuàng)新獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)哒故玖藢鹘y(tǒng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、耐用性、輕量化與天然可再生資源的環(huán)境效益相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。
可持續(xù)發(fā)展的生物基復(fù)合材料
生物基復(fù)合材料是相對(duì)于化石基復(fù)合材料而言，是指利用可再生資源（動(dòng)物、植物和微生物）為原料，通過(guò)生物、化學(xué)以及物理等方法，或者與其他材料復(fù)合，在宏觀上組成具有新性能的材料。
生物基材料包括生物基平臺(tái)化合物、生物塑料、功能糖產(chǎn)品、木塑復(fù)合材料等，它具有傳統(tǒng)高分子材料不具備的綠色、環(huán)境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。其制品既包括日常生活中經(jīng)常能見(jiàn)到的生活用品，如包裝材料、一次性日用品等，也包括技術(shù)含量高、附加值高的藥物控制釋放材料和骨固定材料及人體組織修復(fù)材料等生物醫(yī)用材料等。
按可再生資源的利用方式，生物基復(fù)合材料可分為天然高分子生物基復(fù)合材料和合成高分子生物基復(fù)合材料。
天然高分子生物基復(fù)合材料，直接利用可再生資源的高分子材料，即生物基材料與生物基材料、生物基材料與廢舊高分子材料等制造的復(fù)合材料，以及生物基材料與硅酸鹽材料和玻璃纖維等無(wú)機(jī)物質(zhì)制造的復(fù)合材料，如木塑復(fù)合材料和木基陶瓷復(fù)合材料等。
合成高分子生物基復(fù)合材料，間接利用可再生資源，通過(guò)化學(xué)、生物化學(xué)的方法將可再生資源轉(zhuǎn)化為低分子量的化合物單體，并進(jìn)一步加工成可降解高分子材料、功能高分子材料、生物基膠黏劑等，如蛋白類(lèi)膠黏劑、聚乳酸和生物聚乙烯等。
作為生物基復(fù)合材料原料的天然纖維，其成分包括各類(lèi)纖維素、半纖維素、丹寧等天然多糖，表面是親水的，而生物基復(fù)合材料另外一大類(lèi)原料為有機(jī)合成高分子樹(shù)脂，是表面疏水的。兩者的表面性能差異巨大，由于界面相互作用力弱、易產(chǎn)生缺陷，對(duì)形成復(fù)合材料不利。
展開(kāi) 
醫(yī)用生物力學(xué)培訓(xùn)班2019年十二月
八、頒發(fā)證書(shū)：
參加相關(guān)培訓(xùn)并通過(guò)考試的學(xué)員，可以獲得：《醫(yī)用生物力學(xué)建模仿真技術(shù)與應(yīng)用》專(zhuān)業(yè)技能結(jié)業(yè)證書(shū)。此證書(shū)可作為學(xué)時(shí)證明、個(gè)人學(xué)習(xí)和知識(shí)更新、單位在職人員專(zhuān)業(yè)技能素質(zhì)培養(yǎng)及單位人才聘用重要參考依據(jù)。
復(fù)旦大學(xué)丁建東教授系統(tǒng)評(píng)述：基于適度兩親性嵌段共聚物的可注射性熱致水凝膠
如能發(fā)現(xiàn)可生物降解的聚合物-水體系通過(guò)升溫而實(shí)現(xiàn)自發(fā)物理凝膠化，則在生物醫(yī)學(xué)等方面意義非凡。部分兩親性嵌段共聚物的水溶液隨溫度升高呈現(xiàn)可逆的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。如果轉(zhuǎn)變溫度介于室溫和體溫之間，該類(lèi)體系可以在室溫或更低溫度下與藥物或細(xì)胞混合，并可以注射；一旦注射進(jìn)入體內(nèi)，該體系在體溫刺激下原位物理凝膠化，自動(dòng)包裹藥物或細(xì)胞，該過(guò)程不依賴(lài)于化學(xué)反應(yīng)。由常見(jiàn)的親水性的聚乙二醇(PEG)和疏水性的可降解脂肪族聚酯(PLGA等)這些適宜用于人體的聚合物所組成的嵌段共聚物在某些嵌段長(zhǎng)度等條件下具備上述特性，為研發(fā)新型生物醫(yī)用材料開(kāi)辟了新的重要的途徑。
圖1 升溫具有溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變的可注射熱致凝膠化體系及其潛在醫(yī)學(xué)應(yīng)用
然而，兩親性嵌段共聚物在水中形成膠束很容易理解，形成物理凝膠則不同尋常，其中蘊(yùn)含著豐富的物質(zhì)科學(xué)原理。
復(fù)旦大學(xué)丁建東課題組長(zhǎng)期致力于熱致水凝膠體系的系統(tǒng)研究，揭示該體系凝膠化的內(nèi)在規(guī)律。他們發(fā)現(xiàn)了聚酯-聚醚嵌段共聚物的端基效應(yīng)、分子量分布效應(yīng)等重要現(xiàn)象，總結(jié)了熱致水凝膠分子設(shè)計(jì)的普適規(guī)律；揭示了物理凝膠化的機(jī)理，提出了凝膠化的物理模型，并顯著擴(kuò)展了可熱致凝膠化聚合物的成分范圍。他們通過(guò)自身的探索以及與醫(yī)生等相關(guān)人員的合作，進(jìn)行了大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，探討了熱致水凝膠作為生物醫(yī)用材料的可行性，展示了該材料在術(shù)后防粘連、藥物緩釋、組織工程等領(lǐng)域的巨大潛力。另外，該課題組針對(duì)熱致水凝膠未來(lái)產(chǎn)品存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入思考并提出相應(yīng)解決方案，包括材料形貌、降解、滅菌、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等與應(yīng)用息息相關(guān)的問(wèn)題，期望為熱致水凝膠材料的真正臨床應(yīng)用鋪平道路。
丁建東課題組在《高分子學(xué)報(bào)》2018年第8期“祝賀江明院士80華誕”專(zhuān)輯發(fā)表的專(zhuān)論中系統(tǒng)介紹了聚乙二醇/聚酯熱致水凝膠材料目前的研究進(jìn)展。
展開(kāi) “十三五”科技創(chuàng)新規(guī)劃發(fā)布 大力發(fā)展復(fù)合材料新技術(shù)
圍繞重點(diǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和國(guó)防建設(shè)對(duì)新材料的重大需求，加快新材料技術(shù)突破和應(yīng)用。發(fā)展先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料技術(shù)，重點(diǎn)是高溫合金、高品質(zhì)特殊鋼、先進(jìn)輕合金、特種工程塑料、高性能纖維及復(fù)合材料、特種玻璃與陶瓷等技術(shù)及應(yīng)用。發(fā)展先進(jìn)功能材料技術(shù)，重點(diǎn)是第三代半導(dǎo)體材料、納米材料、新能源材料、印刷顯示與激光顯示材料、智能/仿生/超材料、高溫超導(dǎo)材料、稀土新材料、膜分離材料、新型生物醫(yī)用材料、生態(tài)環(huán)境材料等技術(shù)及應(yīng)用。發(fā)展變革性的材料研發(fā)與綠色制造新技術(shù)，重點(diǎn)是材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺(tái)，短流程、近終形、高能效、低排放為特征的材料綠色制造技術(shù)及工程應(yīng)用。
新材料技術(shù)
1.重點(diǎn)基礎(chǔ)材料。著力解決基礎(chǔ)材料產(chǎn)品同質(zhì)化、低值化，環(huán)境負(fù)荷重、能源效率低、資源瓶頸制約等重大共性問(wèn)題，突破基礎(chǔ)材料的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、制造流程、工藝優(yōu)化及智能化綠色化改造等關(guān)鍵技術(shù)和國(guó)產(chǎn)化裝備，開(kāi)展先進(jìn)生產(chǎn)示范。
2.先進(jìn)電子材料。以第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明、新型顯示為核心，以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重點(diǎn)，推動(dòng)跨界技術(shù)整合，搶占先進(jìn)電子材料技術(shù)的制高點(diǎn)。
3.材料基因工程。構(gòu)建高通量計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)和專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)三大平臺(tái)，研發(fā)多層次跨尺度設(shè)計(jì)、高通量制備、高通量表征與服役評(píng)價(jià)、材料大數(shù)據(jù)四大關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新材料研發(fā)由傳統(tǒng)的“經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)”模式向“理論預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”新模式轉(zhuǎn)變，在五類(lèi)典型新材料的應(yīng)用示范上取得突破，實(shí)現(xiàn)新材料研發(fā)周期縮短一半、研發(fā)成本降低一半的目標(biāo)。
4.納米材料與器件。研發(fā)新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統(tǒng)、納米生物醫(yī)用材料、納米藥物、納米能源材料與器件、納米環(huán)境材料、納米安全與檢測(cè)技術(shù)等，突破納米材料宏量制備及器件加工的關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)示范應(yīng)用。
5.先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料。
展開(kāi) 中國(guó)科大俞書(shū)宏教授：仿盾皮魚(yú)魚(yú)鱗制備人造盔甲研究取得重要進(jìn)展
研究人員以具有生物相容性的羥基磷灰石微納米纖維為組裝基元并結(jié)合天然高分子海藻酸鈉，發(fā)展了一種單向/多向刷涂與螺旋層積相結(jié)合的高效仿生組裝策略，成功制備出具有類(lèi)自然盾皮魚(yú)鱗螺旋膠合板結(jié)構(gòu)的宏觀三維體型復(fù)合材料。通過(guò)拉伸和彎曲加載測(cè)試、材料多尺度結(jié)構(gòu)和微裂紋電鏡觀察以及有限元模擬等手段，研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)了仿生螺旋結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)韌化機(jī)制和自然盾皮魚(yú)鱗高度類(lèi)似，材料在承載時(shí)所產(chǎn)生的微裂紋平行于微纖維長(zhǎng)軸方向進(jìn)行延伸擴(kuò)展，并且在不同取向的纖維層間呈現(xiàn)逐漸扭轉(zhuǎn)延伸的趨勢(shì)，最終形成螺旋狀的裂紋形態(tài)。這種由仿生螺旋結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的復(fù)雜裂紋擴(kuò)展形態(tài)與常規(guī)纖維增強(qiáng)材料的類(lèi)平面裂紋延伸形成了鮮明的對(duì)比，由于（仿生螺旋結(jié)構(gòu)材料）在單位主裂紋長(zhǎng)度上具有更大的破壞界面面積，因此具有更大的能量吸收亦即更為優(yōu)異的損傷抵抗能力。
圖二：仿生設(shè)計(jì)和力學(xué)表征。（a-b）刷涂與層積結(jié)合的仿生組裝策略：借助于刷毛特殊的非對(duì)稱(chēng)錐形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉普拉斯壓差、刷毛有序滑動(dòng)產(chǎn)生的剪切作用力以及基底上粘稠聚合物對(duì)微納米纖維的限位效應(yīng)，包括羥基磷灰石微納米纖維、碳酸鈣晶須、硅酸鈣納米線和銀納米線在內(nèi)的多種一維微納材料均可以實(shí)現(xiàn)高度有序地排布；（c）仿生螺旋膠合板微結(jié)構(gòu)人工材料;（d）仿生結(jié)構(gòu)材料與自然材料的性能對(duì)比；（e）仿生結(jié)構(gòu)材料與羥基磷灰石基生物醫(yī)用材料的性能對(duì)比；（f）仿生結(jié)構(gòu)材料與已有仿生材料和工程材料的性能對(duì)比。
力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由羥基磷灰石微納米纖維和海藻酸鈉所構(gòu)筑的仿生螺旋結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，其彎曲強(qiáng)度達(dá)260 MPa，彎曲模量達(dá)16 GPa，斷裂韌性達(dá)9.5 MPa·m1/2，優(yōu)于許多自然生物材料（如木頭、骨密質(zhì)和牙釉質(zhì)等）、人工仿生合成材料（如磷灰石基生物醫(yī)用材料和合成珍珠母等）和現(xiàn)有工程材料（如環(huán)氧樹(shù)脂、尼龍、碳化硅和氧化鋁基陶瓷等）。
展開(kāi) [醫(yī)用高分子材料]
醫(yī)用高分子材料
包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然醫(yī)用高分子材料來(lái)源于自然，包括纖維素、甲殼素、透明質(zhì)酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；合成醫(yī)用高分子材料是通過(guò)化學(xué)方法，人工合成的用于醫(yī)用的高分子材料，目前常用的有聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
材料性質(zhì)
按照材料的性質(zhì)，醫(yī)用高分子材料可分為非降解和可生物降解兩大類(lèi)。其中非生物降解的材料包括：聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、硅橡膠、聚氨酯、聚醚醚酮等，其在生理環(huán)境中能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，不發(fā)生降解、交聯(lián)和物理磨損等，并具有良好的力學(xué)性能。該類(lèi)材料主要用于人體軟、硬組織修復(fù)和制造人工器官、人造血管、接觸鏡和黏結(jié)劑等。
展開(kāi) 《ACS Nano》西安交大雷波課題組在新型生物活性材料用于創(chuàng)面皮膚再生方面取得新進(jìn)展
開(kāi)發(fā)具有高度生物活性快速誘導(dǎo)皮膚創(chuàng)面愈合和皮膚再生的新型醫(yī)用材料具有重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。
皮膚是非常復(fù)雜的系統(tǒng)，既要實(shí)驗(yàn)創(chuàng)面愈合又要促進(jìn)皮膚組織附屬器的形成目前仍存在挑戰(zhàn)。此前文獻(xiàn)報(bào)道的生物材料創(chuàng)面修復(fù)敷料，存在一定的問(wèn)題，如成份復(fù)雜、生物相容性低、無(wú)法再生皮膚附屬組織如毛囊/汗腺等。近日，西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院雷波研究員課題組設(shè)計(jì)一種基于細(xì)菌分泌的天然聚多肽的仿生雜化皮膚修復(fù)組織工程支架材料，該材料不僅具有仿生皮膚的組織彈性，而且具有高效的光譜抗菌活性，可以顯著抵抗動(dòng)物創(chuàng)面細(xì)菌感染和促進(jìn)創(chuàng)面愈合，增強(qiáng)皮膚附屬器如毛囊的再生，最終實(shí)現(xiàn)皮膚組織再生。該研究成果可能對(duì)設(shè)計(jì)新型具有高生物活性功能的醫(yī)用材料用于再生醫(yī)學(xué)提供了一種新的策略。
此成果以“Biomimetic Elastomeric Polypeptide-Based Nanofibrous Matrix for Overcoming Multidrug-Resistant Bacteria and Enhancing Full-Thickness Wound Healing/Skin Regeneration”為題，發(fā)表在國(guó)際著名期刊ACS Nano雜志（影響因子13.709）上。前沿院為該論文的第一作者和唯一通訊作者單位。此前，雷波課題組在設(shè)計(jì)新型生物活性材料用于骨組織再生(Biomaterials, 2018, 178, 36; Advanced Functional Mateirals, 2015, 25, 5016)、骨骼肌再生(Biomaterials, 2018, 157,40; Biomaterials, 2018, 175, 19)、腫瘤診療(ACS Nano, 2018, 12, 2017;Biomaterials, 2015, 59, 21)已經(jīng)取得了一系列進(jìn)展。
展開(kāi) 【材料應(yīng)用】抗菌PA56 | 讓醫(yī)用也可降解！
隨著新冠病毒在歐洲的不斷擴(kuò)散和變異，越來(lái)越多的防疫物資被送往抗疫一線，研發(fā)新型醫(yī)用材料也成為現(xiàn)在熱門(mén)研究方向。在眾多高性能材料中抗菌、可降解讓PA56脫穎而出。
生物基聚酰胺56(PA56)是由生物基戊二胺與石油基己二酸合成的一種高聚物，其中生物基含量達(dá)到40%以上。生物基 PA56 作為一種環(huán)境友好且性能優(yōu)異的高分子材料被廣泛運(yùn)用，且前景廣闊。
聚六亞甲基胍鹽酸鹽(PHMG)是環(huán)保型高分子抗菌劑，屬于有機(jī)抗菌劑，具有廣譜高效的抗菌性 能以及易溶于水、無(wú)色無(wú)味、低毒性和價(jià)格低廉等特點(diǎn)，較好的熱穩(wěn)定性能，讓其能夠直接用于熔融共混的生產(chǎn)工藝中。
將不同比例的PHMG與PA56共混，形成PA56/PHMG共混體系，并通過(guò)熔融紡絲的方法可以制備得到抗菌PA56纖維。
01
PA56和PHMG相容性
PHMG在PA56中呈現(xiàn)顆粒狀態(tài)，大約在0.2~1μm之間，分布均勻，即使PHMG質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3%的比例時(shí)，依舊沒(méi)有出現(xiàn)大量團(tuán)聚的情況；同時(shí)可以看出：共混物斷面未出現(xiàn)明顯孔洞，沒(méi)有相分離現(xiàn)象，說(shuō)明兩者有很好的相容性。其主要原因是PA56與PHMG均含有端氨基，它們具有一定的化學(xué)相容性，為后續(xù)滿(mǎn)足纖維加工提供了必要條件。
PA56及PA56/PHMG共混體系在2K和10K倍數(shù)下的SEM圖像
02
PA56/PHMG共混體系黏度分析
隨著PHMG添加量的增加，PA56/PHMG共混體系的黏度逐漸降低，但總體降低不大。
展開(kāi) 
Sci.》綜述:層狀高分子刷設(shè)計(jì)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究新進(jìn)展
主要從事高性能高分子材料與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究工作。主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（首席），獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)、高分子加工新銳創(chuàng)新獎(jiǎng)?，F(xiàn)任醫(yī)用植入器械國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)生物材料學(xué)會(huì)常務(wù)理事。
索爾維在3D打印材料組合中添加了醫(yī)用級(jí)長(zhǎng)絲
最近在2018年德國(guó)法蘭克福精密成型及打印制造展會(huì)（formnext 2018）活動(dòng)中宣布，在其高性能材料產(chǎn)品組合中增加了三種醫(yī)用級(jí)長(zhǎng)絲，用于優(yōu)質(zhì)增材制造（AM）應(yīng)用。
新性材料包括：純KetaSpire聚醚醚酮（PEEK）AM長(zhǎng)絲，10％碳纖維增強(qiáng)KetaSpire PEEK AM長(zhǎng)絲和純Radel聚苯砜（PPSU）AM長(zhǎng)絲。新型材料是該公司首款用于“限制型接觸應(yīng)用”的醫(yī)用級(jí)AM長(zhǎng)絲（這意味著它們適用于與體液和身體組織接觸不到24小時(shí)的情況）。所有三個(gè)等級(jí)材料均可通過(guò)索爾維的電子商務(wù)平臺(tái)在歐洲和北美上市銷(xiāo)售。
索爾維特種聚合物全球業(yè)務(wù)部門(mén)的增材制造業(yè)務(wù)經(jīng)理Christophe Schramm在一份事先準(zhǔn)備好的聲明中表示：“醫(yī)療保健行業(yè)正迅速成為受益于AM技術(shù)的領(lǐng)先市場(chǎng)，AM技術(shù)可以為單次使用和小批量需求定制零部件。然而，仍然只有非常有限的高性能長(zhǎng)絲可供選擇，以滿(mǎn)足醫(yī)療保健領(lǐng)域嚴(yán)格的監(jiān)管要求，我們希望通過(guò)我們新推出的醫(yī)療級(jí)產(chǎn)品，增加材料選擇，來(lái)彌補(bǔ)這一差距?！? 索爾維表示，其KetaSpire PEEK AM長(zhǎng)絲材料旨在增強(qiáng)印刷層、部件密度和部件強(qiáng)度(包括沿z軸方向)的融合。Radel PPSU AM長(zhǎng)絲除了提供透明度、伸長(zhǎng)率和韌性外，還為增強(qiáng)印刷層之間的融合提供支持。
展開(kāi) 開(kāi)啟生物基材料應(yīng)用新時(shí)代，2019國(guó)際生物基材料技術(shù)與應(yīng)用論壇精彩內(nèi)容介紹！
2019國(guó)際生物基材料技術(shù)與應(yīng)用論壇
2019年4月18-19日 寧波
論壇背景
根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)發(fā)布的報(bào)告顯示，自2015年以來(lái)，全球塑料垃圾的產(chǎn)生量持續(xù)增加，每年超過(guò)3億噸流入環(huán)境中, 預(yù)測(cè)到2050年將達(dá)到約120億噸。歐洲、亞洲等地區(qū)正在實(shí)行越來(lái)越嚴(yán)格的“禁塑令”以遏制塑料垃圾的蔓延。以“綠色、環(huán)保、可再生、易降解”著稱(chēng)的生物基材料顯得尤為重要，迎來(lái)發(fā)展的黃金期。
根據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會(huì)與調(diào)研機(jī)構(gòu)nova-Institute的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球生物塑料產(chǎn)能將從2018年的約211萬(wàn)噸增加到2023年的約262萬(wàn)噸，其中PLA、PHAs、PBAT等是增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，超過(guò)60%的生物塑料用于包裝相關(guān)的行業(yè)，其中食品和飲料行業(yè)是生物塑料的最大的應(yīng)用領(lǐng)域，2018年的市場(chǎng)值超過(guò)40億美元。預(yù)計(jì)到2027年底，相關(guān)的市場(chǎng)值將超過(guò)127億美元，在預(yù)測(cè)期內(nèi)該市場(chǎng)值復(fù)合年增長(zhǎng)率為15.2％。作為中國(guó)新材料行業(yè)發(fā)展的重要組成，我國(guó)生物基材料行業(yè)保持20%左右的年均增長(zhǎng)速度，總產(chǎn)量已超過(guò)600萬(wàn)t/年，正值發(fā)展的上升期。
展開(kāi) 采用椰棗纖維生物質(zhì)制造一種生物復(fù)合材料
由英國(guó)樸茨茅斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，采用椰棗纖維生物質(zhì)（生物質(zhì)是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，包括來(lái)自植物、食品廢棄物和污水的廢料）開(kāi)發(fā)了一種生物復(fù)合材料，可用于非結(jié)構(gòu)件，如汽車(chē)的保險(xiǎn)杠和車(chē)門(mén)襯里。
一種生物復(fù)合材料，采用椰棗纖維生物質(zhì)制成
由農(nóng)業(yè)廢棄物制成的復(fù)合材料可滿(mǎn)足汽車(chē)和造船行業(yè)對(duì)可持續(xù)性、輕量化和低成本的應(yīng)用需求。
該團(tuán)隊(duì)還包括來(lái)自劍橋大學(xué)、INRA（法國(guó)專(zhuān)門(mén)研究農(nóng)業(yè)科學(xué)的公共研究院——國(guó)家農(nóng)業(yè)研究院）以及法國(guó)南布列塔尼大學(xué)的研究人員。
與采用玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)的合成復(fù)合材料不同，椰棗纖維聚己內(nèi)酯（PCL）生物復(fù)合材料是完全可生物降解、可再生、可持續(xù)和可循環(huán)利用的。
這些研究人員在《Industrial Crops and Products》雜志中發(fā)表了一篇論文，他們?cè)谘芯恐袦y(cè)試了這種生物復(fù)合材料的力學(xué)性能。他們發(fā)現(xiàn)，椰棗纖維PCL擁有增大的拉伸強(qiáng)度，相比傳統(tǒng)的人造復(fù)合材料，獲得了更好的低速抗沖擊性。
作為這項(xiàng)研究的合著者，負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)樸茨茅斯大學(xué)先進(jìn)材料與制造研究小組的Hom Dhakal博士說(shuō)：“對(duì)椰棗纖維廢棄物生物質(zhì)作為輕量化復(fù)合材料中增強(qiáng)材料的適用性研究，為利用這種材料去開(kāi)發(fā)低成本、可持續(xù)和輕量化的生物復(fù)合材料提供了巨大的機(jī)會(huì)。這項(xiàng)研究帶來(lái)的影響將是極其巨大的，因?yàn)檫@些輕量化的替代產(chǎn)品有助于減輕汽車(chē)重量，從而減少燃油消耗和CO2排放。與玻璃纖維和碳纖維相比，生產(chǎn)這種可持續(xù)的材料消耗的能源更少，而且可生物降解，因此更易于回收?！?這項(xiàng)研究是第一批對(duì)椰棗纖維PCL生物復(fù)合材料提升的力學(xué)性能提供了綜合評(píng)價(jià)的研究之一。
椰棗纖維是北非和中東最有效的天然纖維之一。椰棗樹(shù)產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，它們要么被燃燒，要么被填埋，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，以及對(duì)重要的土壤微生物帶來(lái)破壞。椰棗樹(shù)上通常可用作纖維的是樹(shù)皮，當(dāng)修剪樹(shù)葉時(shí)，這些樹(shù)皮通常被撕成碎片。
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