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本發明為一種具有多生長因子次第釋放特性的組織工程支架，屬于藥物劑型改變及制備方法技術領域。本發明中，結合微球緩釋系統和支架的特點，采用復乳法分別制備BMP-2、VEGF和bFGF等生長因子的PLLA/PEG緩釋微球，再利用超臨界二氧化碳發泡技術將微球載入PLGA多孔支架中，構建具有可控次第釋放特性的組織工程支架。本方法藥物活性保持度高，有機溶劑殘留量低，操作簡單。所制備微球粒度分布窄，具有良好的緩釋效果。復合支架孔徑分布在150~300μm，連通性好，孔隙率為76.84%，抗壓強度為5.11MPa，21天累計釋放量為60.6%。本發明制備的支架在組織工程修復體中具有應用前景。

本申請提出了具有分級多孔的DEGDA/羥基磷灰石復合材料的制備方法，步驟為：將HAP在殼聚糖酸性溶液中反應，獲得殼聚糖包覆羥基磷灰石；將殼聚糖包覆羥基磷灰石投入到DMAC溶液中，滴加丙烯酰氯和三乙胺，制得改性殼聚糖包覆羥基磷灰石；將改性殼聚糖包覆羥基磷灰石、DEGDA、光引發劑與致孔劑混合均勻后，采用光固化打印成為模型；對模型進行清洗后和干燥后獲得DEGDA/羥基磷灰石復合材料。本申請還公開了采用上述制備方法所獲得的支架。本申請對包裹HAP的殼聚糖進行改性，減少HAP的團聚，提高HAP在DEGDA的分散均勻性，使孔洞間形成光滑連接，提高了孔道的均勻性，利用3D打印方式形成的大孔與致孔劑形成的小孔，最大限度地模擬天然骨組織中的孔洞。

本項目基于前期在合成可降解聚氨酯、聚氨酯藥物載體方面已取得的一些階段性結果，發明了一種在泌尿系導管表面重構類似于人體抗菌肽天然免疫屏障的新型泌尿系管材。該裝置屬于醫療器械，適用于泌尿系疾病需要置入支架管或導管以預防感染、結石形成等多種臨床狀況?；谏鲜銮闆r，該裝置具有極高的臨床價值；同時由于泌尿系植入物感染、結石形成等發病率高且上升趨勢，因此該裝置具有一定的經濟效益與市場前景。 1.創新性： 1).跳出局部使用抗生素來控制導管相關泌尿系感染的思維定勢，創新性地借鑒和模擬人體正常組織的天然免疫體系，在泌尿系導管表面利用泌尿系抗菌肽聚氨酯緩釋體重構類似于人體的天然免疫屏障。有效避免了抗生素局部使用既無法降低導管相關生物膜的形成，而且會導致耐藥菌株產生的嚴重問題。運用抗菌肽構建泌尿系導管表面天然免疫屏障的研究尚未見報道。 2).將制備新型水性含Gemini的可控生物降解聚氨酯作為抗菌肽類藥物緩釋載體，降低了聚氨酯載體材料的生產成本，減少了材料中殘留溶劑產生的生物毒性，克服了現有聚合載體材料必須使用有機溶劑的難題，確保在裝載抗菌肽時，其多級結構不因有機溶劑而被破壞，由此獲得具有高活性的用于泌尿系統的抗菌涂層。這種新型的水性聚氨酯作為抗菌肽的載體優越性是現已有聚合物藥物載體材料所不能媲美的，具有原創性。 2.先進性： 1).抗菌肽對比抗生素抗生物膜形成作用優勢明顯：抗菌肽作用于細菌細胞膜，導致膜通透性增大以穿透、殺滅細菌，細菌必須改變膜結構，即改變群組基因才能防御抗菌肽作用，而這幾乎不可能；與抗生素相比，其具有抗菌譜廣、抗菌機理獨特、無耐藥現象發生、適合局部使用等優點。 2).所選用抗菌肽組合均為人源性，且參與泌尿系抗感染天然免疫：對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、產氣腸桿菌及陰溝腸桿菌均有明顯抗菌活性，特別對革蘭氏陰性細菌抗菌活性顯著，甚至對于耐頭孢類抗菌素的臨床分離株大腸桿菌也表現出良好抗菌活性，抗菌肽均為人源性，且為小分子肽，在人類為高度保守基因序列，對人體細胞無毒害、均無免疫原性。 3).具備更加優越的全新抗菌肽裝載技術：新型聚氨酯作為該類抗菌肽的載體優越性是目前已有聚合物藥物載體材料不能媲美，前期研究已成功獲得將各種疏水表面轉變成親水表面技術，表面極性提高，與聚氨酯材料粘結力顯著提高，確保載有抗菌肽涂層與導管的表面能形成牢固粘結，完全實現新型可降解聚氨酯成功裝載、緩釋抗菌肽目的。 4).技術原創性強，占據同類產品技術制高點。 5).所涉及相關技術成熟，易于規?；a，市場前景大。

本發明公開了一種3D打印具有緩釋抗菌功能的骨組織工程支架材料及制備方法，它是由多孔磷酸鈣材料與海藻酸鈉原位交聯而成，同時負載黃連素。該骨組織工程支架材料通過在打印墨水中摻加黃連素藥物，使得支架兼具抗菌和促成骨的功能，最終通過3D打印和后處理方式調控支架孔結構、通過改變氯化鈣交聯劑的濃度和交聯時間調控支架交聯度，以及通過改變藥物濃度調控支架載藥量來實現該支架的藥物緩釋效果。

研發階段/n該成果成功制備了SF/SA復合雙層結構支架材料，其在拉伸斷裂強度明顯增加，SF/SA50/50多孔材料的增加幅度最大，由單層材料時的48±7KPa提高到598±69KPa，增加了一個數量級，同時雙層材料的形變量大幅度增加，雙層材料的豎切面可形成定向大孔，橫切面孔洞分布均勻，孔徑在100~120 μm之間，薄膜與多孔材料之間緊密結合，增強了支架材料的力學性能。 通過對不同實驗組全層皮膚缺損修復過程的觀察和評價，結果表明，雙層支架組修復效果最好，其修復的皮膚組織抗拉強度為1.29

本發明提供一種利用即刻交聯技術結合靜電紡絲技術制備三維納米支架的方法，本發明得到的支架 具有三維立體的結構，厚度為 0.05-10mm，結構蓬松，纖維間空隙為 0-30μm，孔隙大小可調，本發明操 作簡便、所涉及的即刻交聯的方法解決了機械和加工性能稍差的天然生物分子進行靜電紡絲后再交聯所 產生的纖維溶解、結構破壞的問題，可以獲得結構穩定、三維立體、疏松多孔的納米纖維支架，為組織

四足機器人具有良好的運動靈活性和環境適應性,是機器人研究領域的熱點。隨著研究的深入和對機器人運動性能需求的提高,四足機器人研究領域分化出以高速運動為目標的研究分支。生物學研究顯示,跳躍步態是四足動物典型的高速對稱步態,且多種動物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運動,而相應的脊柱型四足機器人的理論及運動控制研究卻鮮見報道。當前研究大多孤立了脊柱環節,鮮有整機的建模研究以及運動控制方法研究。在該方向的研究勢必推動仿生工程和機器人運動控制等方面的發展,此外,以其高速運動的特點,在軍事偵察、救震救災和未來生活等領域也將具有廣闊的應用前景。首先,本文以分析獵豹的運動特性入手,建立了脊柱型四足機器人七桿模型,以及構建了ASLIP動力學模型,使用拉格朗日方程推導了其跳躍運動的動力學方程;迭代運算動力學微分方程,使用龐加萊映射方法搜索了機器人七桿模型基于ASLIP跳躍運動的不動點,結果顯示不動點在固定能量層級下呈區域性分布;不動點的對比結果顯示基于ASLIP模型的運動比基于SLIP模型的運動能適應更高的穩態運動速度,并作了觸地力、脊柱角和穩定性等特性分析。為脊柱型四足機器人跳躍運動提供了動力學模型和理論基礎。然后,根據機器人模型各關節主動力作用于控制量的廣義力計算結果,研究了前向速度、彈跳高度、機身俯仰角

項目成果/簡介:四足機器人具有良好的運動靈活性和環境適應性,是機器人研究領域的熱點。隨著研究的深入和對機器人運動性能需求的提高,四足機器人研究領域分化出以高速運動為目標的研究分支。生物學研究顯示,跳躍步態是四足動物典型的高速對稱步態,且多種動物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運動,而相應的脊柱型四足機器人的理論及運動控制研究卻鮮見報道。當前研究大多孤立了脊柱環節,鮮有整機的建模研究以及運動控制方法研究。在

探究源自生物礦物材料的結構設計原理無疑將為人工礦物基新材料的研發提供重要啟發和依據，然而如何在人工材料中設計和制造這些復雜結構，一直是困擾科學界的難題。

仿生表面織構起源 傳統摩擦學認為光滑表面具有較低摩擦力和磨損，反之，非光滑表面會帶來較大的摩擦力和磨損。而自然界進化過程中，某些生物的表面微觀結構具有優異的自潤滑和抗磨減磨性能，如鯊魚皮表面微溝槽表現的超低流體阻力，穿山甲表面微結構的優異耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其機理，則可進行工業應用。 鉆頭軸承及壓裂泵柱塞密封系統仿生織構潤滑減磨設計及應用 織構化鉆頭軸承 鉆頭作為破碎巖石形成井眼的重要工具之一，在高溫高壓、沖擊動載及貧脂潤滑的惡劣環境下，其核心部件鉆頭滑動軸承易發生黏著磨損從而最終導致鉆頭整體失效破壞，亟需降耗增壽的新技術來為其安全、可靠使用和延壽經濟運行保駕護航。 發明了基于多物理場耦合的超快激光精準高效制備的冰霜輔助超快激光刻蝕分束技術（US17026096，ZL202011229792.1），形成了鉆頭軸承軸徑曲面仿生織構的納秒/皮秒的激光加工與表征評價方法；目前正在與中國科學院上海光學精密機械研究所和中石化江鉆石油機械有限公司開展鉆頭軸承織構工業化的超快激光加工與質量檢測流水線建設和現場應用研究測試，可滿足織構化鉆頭2000支的年產量需求。 建立了織構鉆頭軸承潤滑減磨性能優化設計的理論研究與實驗測試評價方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系數、磨損量、油膜厚度、溫升和無量綱承載能力等為評價指標，基于理論研究、單元實驗和全尺寸的臺架實驗，模擬測試工況下初步優選的圓形、橢圓形、人字形溝槽織構可使鉆頭軸承減磨性能和壽命提升50%以上。 織構化柱塞密封系統 柱塞動密封系統是油氣增產壓裂作業實施中壓裂泵裝備的關鍵部件之一，其在超高壓、沖擊動載及交變往復運動工況下，壓裂泵柱塞動密封系統易發生磨損失效而導致密封刺漏等失效，是制約壓裂泵工作性能、可靠性和作業成本的關鍵因素， 亟需創新的設計方法來提升壓裂泵柱塞動密封系統的壽命及可靠性。 發明了柱塞表面仿生織構大尺寸拼接刻蝕工藝規劃及參數優化設計方法（ZL201910892024.5）， 創新研發了柱塞織構批量化激光分束加工的軟件控制系統和配套夾具系統。 發明了表面織構化壓裂泵柱塞及其動密封系統性能抗磨減磨性能優化設計的理論研究與試驗測試評價方法(ZL201310423514.3)，基于理論模擬、單元及全尺寸臺架實驗，初步優選的圓形和橢圓形織構布置于壓裂泵柱塞表面可實現柱塞動密封系統的摩擦系數和溫升降低45%以上，壽命延長30%以上，目前正在與中石油第四石油機械有限公司和中油國家鉆井裝備工程技術研究中心有限公司開展現場應用試驗測試。 未來應用前景及市場規模預測 該技術垂直應用領域為油氣勘探開發裝備、油氣集輸裝備、通用機械裝備的潤滑、密封、抗沖蝕與減阻等領域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的裝備失效是由磨損引起的。兩者造成的損失相當于GDP2%-7%，2019年我國的GDP為99萬億元，按5%計算約為4.95萬億元。