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治疗肿瘤性骨缺损的生物活性玻璃陶瓷支架及其制备方法和应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2021-11-12 16:42:51

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”济南医疗康养产业科技服务团| 高倩 | 2022-10-25 09:45:32

本技术提供了治疗肿瘤性骨缺损的生物活性玻璃陶瓷支架及其制备方法和应用。离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架是掺杂有掺杂离子的生物活性玻璃陶瓷支架,其中所述掺杂离子选自Cu2+、Fe3+、Mn2+、Co2+中的至少一种。掺入治疗性的过渡金属离子后支架具备光热性能;同时,掺入治疗性的过渡金属离子与生物活性玻璃陶瓷的协同作用可以进一步提高生物活性玻璃陶瓷支架的成骨与成血管能力。

该离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架,是掺杂有掺杂离子的生物活性玻璃陶瓷支架,其中所述掺杂离子选自Cu2+、Fe3+、Mn2+、Co2+中的至少一种。

该离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架,通过在生物活性玻璃陶瓷中掺入过渡金属离子(Cu2+、Fe3+、Mn2+、Co2+),可以兼具光热治疗肿瘤与骨缺损修复的能力。掺入治疗性的过渡金属离子后支架具备光热性能;同时,掺入治疗性的过渡金属离子与生物活性玻璃陶瓷的协同作用可以进一步提高生物活性玻璃陶瓷支架的成骨与成血管能力。

本技术中,采用溶胶-凝胶法制备了含铜、铁、锰、钴中的至少一种的生物活性玻璃粉体;利用三维打印技术,将粉体打印成支架,高温烧结后得到离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架。上述制备方法工艺简单,条件容易控制。

本技术提供的离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架具有可控的光热性能,并且光热性能:Cu-BGC>Fe-BGC>Mn-BGC>Co-BGC。离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架在近红外光的照射下可有效杀死肿瘤细胞,光热抗肿瘤效果Cu-BGC>Fe-BGC>Mn-BGC>Co-BGC。离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架能促进细胞分化,同时Fe-BGC和Mn-BGC支架有利于细胞的黏附、铺展。因此,离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架有望用作手术后骨肿瘤治疗与骨缺损修复的双功能材料(治疗肿瘤性骨缺损),是一种潜在的多功能硬组织修复材料,能够进行应用于光热肿瘤治疗中,应用前景不可估量。

  吴成铁,男,博士、研究员、博士生导师,现任中国科学院上海硅酸盐研究所副所长。主要从事生物医用材料研究。先后获得中组部万人计划领军、科技部中青年领军、国家高层次人才(青年类)、德国洪堡学者、上海优秀学科带头人等。主持承担科技部十二五863计划、十三五重点研发计划、基金委重点与中科院创新交叉团队、中科院青年拔尖人才等项目。曾留学澳大利亚、德国,并荣获获洪堡学者。目前任学术期刊“Applied Materials Today” 副主编,“Microstructure” 副主编,“无机材料学报”副主编,Acta Biomaterilia 编委等。荣获中国生物材料学会优秀青年科学家奖,英国皇家化学会JMC- Lectureship奖,中国硅酸盐学会青年科技奖,中国生物材料学会科技一等奖(位第二)、中国侨联先进个人奖和上海市五四青年奖等荣誉。

常江,中科院上海硅酸盐研究所研究员,博士。 1991年德国达姆施达特技术大学获博士学位,1991年至1999年先后在德国卢卑克医科大学博士后,新西兰奥克兰大学研究员,美国纽约大学受研究助理教授,美国强生公司损伤修复技术中心研究员。2000年12月至今中国科学院上海硅酸盐所研究员。 国际生物材料学会联合会会士(Fellow),英国皇家化学会会士(Fellow),美国医学与生物工程院会士(Fellow),国际可注射骨和关节生物材料学会副主席,国家自然基金委医学部第三/四届专家咨询委员会委员,中国生物材料学会常务理事。全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会组织工程医疗器械产品分技委委员。国际学术期刊“材料化学B”(Journal of Materials Chemistry B)副主编, Biomaterials编委。 研究领域:组织再生与损伤修复材料(包括硬组织和多种软组织如骨、牙、皮肤、软骨、肌腱、血管、神经、心肌、脂肪、肝脏、肺等),抗菌生物材料,药物缓释材料,以及生物材料与细胞的相互作用(包括对干细胞以及免疫细胞的调控)。主持和完成20多项国家和省部级科研项目,包括中科院“**计划”,国家“973”项目,科技部重点研发计划项目,国家自然基金委重大、重点项目,上海市重大项目,中科院A类先导专项,中科院重要方向性项目,国家自然基金委、中科院、上海市国际合作项目等。 

为研发及制备离子掺杂生物活性玻璃陶瓷支架,并对其光热性能研究,本项目该前期研究共耗时3年多,花费经费50余万元,预计产生的直接经济效益不低于500万元。该技术还需进一步完善,预期需要1年左右,估计仍需投入研发经费40余万元。

该技术在落地转化过程中可以以技术转让的方式与相关单位、人员合作。技术转让金500万。

该项技术可转让对象主要包括但不限于: 生物材料研发及生产企业、医用材料研发及生产企业、医疗器械研发及生产企业、医院等。该项技术转让后其所有权既属于获得该技术的公司所有。