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。本項目成果屬國內(nèi)外首創(chuàng),其應(yīng)用和推廣不但會產(chǎn)生100萬元/年的經(jīng)濟效益,而且能帶來巨大的社會效益。利用反復(fù)冷凍-融化法可將聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,縮寫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,這種人工關(guān)節(jié)軟骨材料通過三次動物實驗(共19個月)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月曾在中國藥品生物制品檢定所動物實驗室進行PVAHE生物學(xué)評價并通過產(chǎn)品注冊檢測。目前,已達到臨床應(yīng)用的水平。從1996年以來,本項目的研究和研制開發(fā)工作是在北京市自然科學(xué)基金(3962006)、國家自然科學(xué)基金(59775038)和北京市科技項目合同(954020400)資助下歷時5年完成的。多年實驗室試驗和動物試驗表明,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:(1)潤滑性能良好(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,強度高(壓縮模量14MPa,壓縮強度4MPa);(5)能與宿主骨(軟骨下骨)牢固連接(界面剪切強度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