(一)新型生物医用金属材料及其骨科植入物 金属材料具有其他材料不能比拟的高机械强度和优良的疲劳性能,仍是临床上应用最广泛的承力植入材料。新型医用合金在设计时应该考虑的问题包括:(1)首先要求合金中的组成元素无毒性和无致敏性;(2)要求合金具有高强度、高韧性、低模量和优良的冷热成形性。我们开发了TiNb、TiNbSn、TiNbZr、TiMoSn、TiMoZrSn等多种生物医用金属材料,它们可以广泛用于制造新型骨科植入器械、口腔器械、手术器械等。 (二)新型生物医用高分子材料 我们研制出可生物降解PLLA及其与PCL共聚物,系统分析了该材料的形状记忆特性及其影响因素,探讨了形状记忆特性与微观结构之间的内在关系和本质,同时对其降解行为进行了评价,为开发在力学性能、降解性能及形状记忆特性等方面综合性能更适宜于生物医学应用的可生物降解形状记忆聚合物奠定理论基础。 我们通过乳液凝胶法制备了壳聚糖/海藻酸钠微胶囊,微胶囊的表面呈多孔褶皱结构。壳聚糖/海藻酸钠微胶囊在碱性条件下有很好的膨胀性,好的膨胀性使囊壁的孔变大,因此微胶囊在pH为7.4的缓冲液中有更好的释放性能,在12小时内释放量达到83%以上。此外,壳聚糖/海藻酸钠微胶囊有很好的顺磁性,在磁铁的作用下能够沿着磁场的方向做定向运动。 (三)纳米生物医学材料 我们采用共沉淀法、部分还原沉淀法和水浴共沉淀法三种工艺制备了Fe3O4磁性纳米颗粒,最终控制颗粒尺寸小于10nm,其磁学特性呈现超顺磁性,符合生物医用需要。随后通过直接掺杂和利用乙醇作分散剂两种工艺合成Fe3O4纳米颗粒/聚氨酯复合薄膜,同时对其各项性能进行表征,证明了此种薄膜适用于血管支架的涂层。 (四)介入医学材料与器械 血管支架用于有效治疗冠心病等心脑血管疾病,在患处重新支撑起狭窄甚至阻塞的冠状动脉血管,以保证血液的流动通畅。作为支架的材料主要有不锈钢、TiNi合金、钽合金、CoCr合金以及多聚物等。最基本的血管支架产品被称为裸支架,是单一材料加工而成。药物涂层支架就是将抗血管重塑和抗增殖作用的药物通过高分子材料涂覆于金属支架表面,通过药物局部释放的方法防止再狭窄的发生。我们目前可以提供血管支架的花样设计及其应力的有限元分析、血管支架的激光切割与后续电化学抛光处理、药物控制释放涂层支架的制造、表面功能化支架(提高X射线下可视性、具有放射活性)的制造等科研服务,可协助企业申报血管支架类产品的生产许可、产品的动物实验、临床试验及医疗器械产品的报批、注册。 先天性心脏间隔补片是目前治疗先天性心房、心室间隔缺损的最先进的介入医学器械。我们针对国人心房、心室间隔缺损部位的几何特点,设计出合适的补片三维结构和几何特征,完成了网状结构的编织处理、端部激光焊接、表面生物膜的成膜方案和涂覆工艺、与输送装置之间的微连接等技术,目前正在寻求合作伙伴推广使用。