课题组指导：杨柯
课题组组长：张炳春
电话：024-23971935 E-mail: bchzhang@imr.ac.cn
研究人员：
杨 柯，博士，研究员，博士生导师
张炳春，学士，副研究员
郑 丰，学士，副研究员
任伊宾，博士，副研究员
谭丽丽，博士，副研究员
肖克沈， 实验师
在学研究生：
博士生：颜廷亭，万鹏，王强
硕士生：刘凤，徐文利，刘新杰，周明龙
主要研究方向：
（1）医用无镍奥氏体不锈钢；
（2）生物可降解镁合金；
（3）冠脉心血管支架制造技术；
（4）骨科植入材料及器件；
（5）材料的激光加工。
近年来取得的主要研究成果：
（1）不锈钢冠动脉植入支架
经皮介入支架植入术是目前治疗冠状动脉狭窄的最有效手段，具有极大的应用价值和市场潜力。上世纪90年代末，国内的支架产品市场完全被进口产品垄断，昂贵的医疗费用使大多数患者难以承受。为此，课题组自主开发了包括不锈钢薄壁精密管材加工、激光切割加工、管网表面抛光和药物涂层制备等不锈钢冠动脉植入支架全套制造技术，在短时间内成功地开发出性能优良的316L不锈钢冠动脉植入支架产品，获得了国家发明专利，产品顺利通过了国家规定的产品形式检验、动物试验和临床试验，获得了试生产许可。通过技术转让，在沈阳中科天成医疗器械有限公司实现了产品产业化，产品获准产许可。
图1 自主研发的不锈钢冠动脉支架
（2）新型医用无镍奥氏体不锈钢及植入器件
目前临床使用的不锈钢植入材料多为铬镍奥氏体不锈钢（如316L），材料中含有大量的镍元素。大量临床研究表明，镍对部分人群会产生过敏、致癌或诱发血栓等不良反应。课题组在国内率先开展了新型医用无镍奥氏体不锈钢的研究，并取得重要进展。课题组成功开发的BIOSSN4医用无镍奥氏体不锈钢，完全摒弃了具有致敏、致癌和诱发血栓的毒性镍元素，植入体在体内长期存留不会溶出有害镍离子，可明显提高材料在体内长期使用的安全性，有部分取代现有铬镍医用不锈钢植入材料的市场前景。研究结果表明，与医用316L不锈钢相比，新型医用无镍奥氏体不锈钢显示出更为优异的力学性能、耐体液腐蚀性能、耐磨损性能和更佳的生物相容性。无镍不锈钢的溶血率接近于零（0.02%），明显优于316L不锈钢（0.3%），血小板粘附数明显低于316L不锈钢，凝血时间明显高于316L不锈钢，具有更优的抗凝血性能。
课题组目前联合医疗器械生产企业，开发无镍不锈钢骨固定器件。该类新材料骨科器件不仅具有更佳的生物相容性，可有效消除镍过敏人群对植入器件的过敏反应，同时由于材料的良好力学性能，可减小器件尺寸，取得更好的植入效果。开发的骨固定器件已在广州军区总医院完成了动物试验。
图2 自主开发的无镍不锈钢骨固定器件
利用无镍不锈钢良好的血液相容性和优异的力学性能，课题组开发了具优良支撑力的超薄冠动脉支架，在网丝尺寸为目前普通不锈钢支架的70%时，可具有同样的支撑强度。其优异的抗凝血性能，可预期降低植入后的血栓形成。
图3 开发的无镍不锈钢冠动脉支架
（3）生物可降解镁合金及可降解植入器件
针对短期植入器件（骨钉、骨板等）存在的不可降解、需再次手术取出等临床问题，课题组利用镁在生物体环境下易于腐蚀的特性，正在开发生物可控降解镁合金及相关植入器件，已经取得了重要的研究进展。动物体内植入试验表明，镁在动物体内可安全降解，在肌肉、髓腔和皮质骨内具有不同的降解速度，镁的降解可促进新生骨组织生成。
利用镁的可降解特性和良好的加工性能，课题组正在开发可降解镁合金冠动脉支架和承力较小的骨固定器件。预计器件在植入初期，具有好的力学性能，在病变肌体恢复正常机能后，在体内以安全速率降解直完全被人体吸收，从而消除金属异物对人体的不良作用。
（4）材料的激光加工
课题组自1980年开始从事激光加工研究，包括金属材料的激光切割、激光表面处理、激光打孔和激光微区焊接以及激光法制备高纯度纳米陶瓷粉等。
主要研究仪器和设备：
生物医用材料表面改性系统：拥有微弧氧化设备、正负脉冲电镀设备、医用器件表面钝化、电化学抛光设备等。
血液相容性分析系统：拥有紫外可见分光光度计、酶标仪和血凝分析仪、动态血液流动模拟仪等。
细胞相容性分析系统：拥有CO2培养箱、可见分光光度计、体视显微镜等。
表面性能分析系统：拥有接触角测量仪、显微镜等。
样品制备与处理系统：拥有电子天平、超声波清洗器、恒温振荡培养箱、离心机、水处理设备等。
样品储存系统：拥有真空干燥箱、微电脑防潮箱、冰箱等。
环境保障系统：拥有医用净化室、百级净化台、不锈钢操作台等。
激光加工系统：拥有300W YAG脉冲激光加工机、2KW 轴流CO2激光加工机、2KW横流激光加工机等。
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