人工關(guān)節(jié)軟骨材料——半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體
北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料研究室研制開(kāi)發(fā)的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫(yī)用生物材料,可用于人關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)或替代。本項(xiàng)目成果屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng),其應(yīng)用和推廣不但會(huì)產(chǎn)生100萬(wàn)元/年的經(jīng)濟(jì)效益,而且能帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。利用反復(fù)冷凍-融化法可將聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,縮寫(xiě)PVA)水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體(PVA hydrogel elastomers, 縮寫(xiě)PVAHE),由于其PVA結(jié)晶度為50%-60%,因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來(lái),這種人工關(guān)節(jié)軟骨材料通過(guò)三次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(共19個(gè)月)表明生物相容性很好,植入材料(PVAHE)周圍組織未產(chǎn)生任何炎性反應(yīng)和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國(guó)藥品生物制品檢定所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行PVAHE生物學(xué)評(píng)價(jià)并通過(guò)產(chǎn)品注冊(cè)檢測(cè)。目前,已達(dá)到臨床應(yīng)用的水平。從1996年以來(lái),本項(xiàng)目的研究和研制開(kāi)發(fā)工作是在北京市自然科學(xué)基金(3962006)、國(guó)家自然科學(xué)基金(59775038)和北京市科技項(xiàng)目合同(954020400)資助下歷時(shí)5年完成的。多年實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)表明,半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產(chǎn)業(yè)化前景的醫(yī)用表面修復(fù)材料,它具有以下特點(diǎn):(1)潤(rùn)滑性能良好(摩擦系數(shù)0.05,磨損系數(shù)小于10-7mm3/Nm);(2)充分的吸震能力(含水率70%-80%,多微孔);(3)很好的生物相客性;(4)彈性大,強(qiáng)度高(壓縮模量14MPa,壓縮強(qiáng)度4MPa);(5)能與宿主骨(軟骨下骨)牢固連接(界面剪切強(qiáng)度1MPa)。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結(jié)構(gòu)和性能非常接近于人關(guān)節(jié)軟骨,其主要用途是在矯形外科手術(shù)中用于修復(fù)或替代關(guān)節(jié)軟骨。典型產(chǎn)品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體(白色、不透明、觸感類似于橡膠)。
北京科技大學(xué)
2021-04-11