【项目精选】371期：优质技术项目推荐
项目一：电解锰渣胶结固化关键技术
项目简介：
针对电解锰渣的安全堆存、无害化处理以及资源化利用关键技术问题，课题组研发了一种电解锰渣胶结固化技术，实现电解锰渣中锰和氨氮进行胶结固化，有效降低锰渣中锰和氨氮迁移性，有利于锰渣的安全堆存。。
市场及经济效益分析：
针对电解锰渣的无害化处理，国内外主要采用生物浸取、清洗等方式，但是这些方法都存在成本高等问题。基于以上情况，电解锰渣胶结固化关键技术的研发将有利于锰渣中有害物质赋存形态的转化以及电解锰渣的无害化处理。通过低品位MgO/CaO以及磷酸盐强化电解锰渣中锰和氨氮胶结固化的方式，可以广范应用于我国电解锰等相关行业，具有巨大的应用潜力。
项目二、高强度可降解形状记忆聚氨酯及形状记忆椎间盘整合器
项目简介：
该高强度可降解形状记忆聚氨酯具有自主知产权，拉伸模量为2.5-3.5 GPa，拉伸强度为50-60 MPa，压缩强度为100-140 MPa，形状记忆温度在37-50℃可调，是迄今文献报道中力学强度最优的可降解线性聚氨酯材料。可单独或与β-TCP或羟基磷灰石复合用于加工具有形状记忆性能的骨科产品，如形状记忆椎间融合器、形状记忆人工骨、形状记忆骨螺钉等，目前市场上尚无形状记忆骨科产品。
技术成熟程度：
已完成高强度可降解形状记忆聚氨酯的实验室合成工艺优化；完成了化学结构、分子量、热性能、力学性能（拉、压、弯、冲）、流变性能、形状记忆性能等理化性能和体外生物学性能（按GB/T16886要求）的自评；完成了加工性的评价（挤出、注塑、溶液浇注、3D喷绘/低温沉积）；建成了3D打印人工骨的打印工艺并完成了骨缺损修复能力的动物评价；建立了椎间融合器的注塑成型工艺并对其力学性能进行了评价；建立了骨螺钉的注塑成型工艺并对其力学性能进行了评价。
产品的有益特征：
1）兼具高力学性能和形状记忆性能，保证硬组织应用环境对材料力学性能的要求；
2）形状记忆性能使椎间融合器、人工骨或骨螺钉可以轻松植入缺损部位，使手术更方便、简易；
3）植入缺损部位后会发生形状回复，从而完全填充缺损间隙，并主动对缺损周围组织施加压力，保证初期稳定性的同进对周围骨系细胞产生力学刺激，更有利于正常的骨代谢和矿化，最终形成骨性融合；
4）形状记忆聚氨酯可透过X线，不会产生伪影和遮挡，方便医生评估融合情况。
项目三、抗菌种植牙
项目简介：
医用钛及钛合金是口腔植入应用最广泛的医用金属材料。然而，相关植入体使用寿命短，是临床应用面临的普遍挑战！根本原因在于钛及钛合金模量过高及表/界面生物惰性。另一方面，植入体术后细菌感染是导致植入失败的重要原因和临床应用面临的重要挑战。据统计: 牙种植体感染率可达10%。
就牙种植体而言，如何赋予其表/界面介导组织自修复性能及抑制细菌感染，提高其长期使用寿命，是亟需解决的核心关键问题。本成果利用酸蚀钛材，制备表面微米结构，进而利用溶胶-凝胶法在其表面构建了含锌的纳米结构，获得了兼具抗菌/抑制破骨细胞生理功能及促进牙槽骨快速愈合的性能。利用二氧化钛纳米管阵列加载硒，并以壳聚糖封盖，实现良好抗菌的效果，同时维持钛基材良好的生物相容性。利用钛基材原位生成的TiO2纳米管阵列加载天蚕肽，并以壳聚糖/天蚕肽偶联透明质酸LBL多层结构封盖，实现由钛基材潜在细菌分泌透明质酸酶触发的自响应短期及长效抑菌作用，为研发抗菌牙种植体积累自主知识产权关键技术。
项目四、新型人工关节
项目简介：
医用钛及钛合金是矫形外科临床应用最广泛的医用金属材料人工关节。然而，相关植入体使用寿命短，是临床应用面临的普遍挑战！根本原因在于钛及钛合金模量过高及表/界面生物惰性，不能主动刺激骨细胞/组织功能，导致植入体与周边骨组织整合性不够。尤其对骨质疏松患者群(>9000万)而言，植入体固定非常困难。本成果面向国家/地方植入医疗器械的重大战略需求，紧跟国际研究前沿，围绕生物材料生物功能性及植入体药械结合的研发主线，基于细胞外微环境原理，探究生物材料界面微环境特征如何调控骨/骨关节修复的核心科学问题，系统地研究生物材料界面微环境特征与细胞相互作用规律及分子机制，提供生物材料表面功能化关键技术，最终为骨/骨关节修复提供新材料。
植入体与宿主的生物反应首先发生在材料界面，诱发细胞粘附到组织形成的生物级联反应。如何构建生物功能性界面并赋予植入体主动刺激细胞/组织功能的性能，提高其使用寿命，是医疗器械研发关键科学问题之一。本项目创建生物功能性界面与骨髓基质干细胞双向“交流”调控的理论假说。利用双酸腐蚀及阳极氧化等技术制备系列钛基多尺度微米、微/纳米、纳米结构，揭示微/纳米结构>纳米结构>微米结构的生物学响应规律。率先将层层组装技术(LBL)技术引入到钛基生物材料界面工程，获专利授权。进而，利用LBL技术构建生物因子插层多层结构，调控骨髓间充质干细胞的分化，并促进植入体的骨整合性。首次在钛材表面构建“三明治”界面结构，调控成骨细胞/破骨细胞动态生长平衡，开发出具有骨质疏松治疗功效的钛基新型植入器械。
项目五、组织器官智能分割关键技术
项目简介：
超声、CT及MRI等影像技术凭借非侵入性和高特异性等特点，在临床诊断及治疗领域发挥了重要的作用。但病人一次检测可产生数百兆的影像数据，对影像的处理、分析及诊断工作繁琐重复，工作量巨大；众多器官如肝脏由于自身解剖结构复杂，个体间变异性大，对医生经验和水平要求较高。目前我国影像科医生存在较大缺口，基层医院尤其突出，因此医学影像医学图像的自动分析有着迫切需求。
团队在人工智能、图像处理前沿算法进行深入研究，开发了组织器官智能分割技术，可快速、准确的对肝、脾、肾等腹部器官及其血管、病灶进行分割、结构化、可视化，并构建三维智能解剖结构系统。借助该系统，医生可对器官及病灶进行三维立体定量评估，辅助医生进行临床诊断及手术治疗。
项目六、肺癌无创快速筛查检测仪
项目简介：
针对重大疾病建立无创快速检测新技术,按照目标分子设计、纳米自组装等方法制备出选择性敏感材料，以可视化传感芯片与检测系统实现全新的非侵入式肺癌早期筛查方式，克服了传统方法的弊端，具有直观，无创，高效，便携，低廉等优点，在重大疾病筛查早期预警与防治等方面都具有广泛的应用前景。
