生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復替代1

1、“生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復替代”重點專項2018年度項目申報指南建議“沒有全民的健康，就沒有全面的小康”，“生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復替代”重點專項旨在面向國家發(fā)展大健康產(chǎn)業(yè)和轉變經(jīng)濟發(fā)展方式對生物醫(yī)用材料的重大戰(zhàn)略需求，把握生物醫(yī)用材料科學與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和前沿，搶抓生物醫(yī)用材料革命性變革的重大機遇，充分利用我國生物醫(yī)用材料科學與工程研究方面的基礎和優(yōu)勢，以新型肌肉-骨骼和心血管系統(tǒng)修復材料和植入器械，以及高值醫(yī)用耗材為重點，開發(fā)一批新產(chǎn)品，突破一批關鍵技術，培育一批具有國際競爭力的高集中度多元化生產(chǎn)的龍頭企業(yè)以及創(chuàng)新團隊，構建我國新一代生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)體系，引領生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)技術

2、進步，為我國生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)躋身國際先進行列奠定科學與技術基礎。本專項按照多學科結合、全鏈條部署、一體化實施的原則，圍繞項目的總體目標，部署前沿科學及基礎創(chuàng)新、關鍵核心技術、產(chǎn)品開發(fā)、典型示范等4大研究開發(fā)任務，以及涉及前沿科學及基礎創(chuàng)新、關鍵核心技術、產(chǎn)品開發(fā)、典型示范等的醫(yī)用級原材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、標準和規(guī)范研究、臨床及臨床轉化研究3項重點任務。2018年將圍繞上述重點研究任務部署11個重點方向。1. 前沿科學及基礎創(chuàng)新1.4 納米生物材料及其納米效應與生物學風險研究內(nèi)容：自然組織的納米結構及其裝配；合成納米生物材料的積極和負面的納米生物學效應及其臨床應用前景和風險。包括：特定自然組織的納

3、米分層結構及其自裝配原理及高通量計算模擬和實驗研究；納米粒子對細胞選擇性凋亡和增殖作用及與其粒度、形態(tài)、濃度、化學組成等的影響及機制；納米生物材料在體內(nèi)的降解、降解機制、降解產(chǎn)物及其對組織再生的影響及可能的生物學風險；納米生物陶瓷及復合材料的高生物活性及其產(chǎn)生的機制，及其與納米晶粒的化學組成、尺度和結構的關系；模擬自然組織裝配或制備納米生物材料的軟納米技術探索?？己酥笜耍涸趪鴥?nèi)外一流期刊發(fā)表12篇以上高水平學術論文（被SCI收錄且他引多次，或被學術期刊或權威機構正面點評或推薦等），申獲核心發(fā)明專利不少于8項；實驗裝配或制備硬、軟組織納米材料各1-2種，提供第三方理化及生物學試驗報告。支持年限：

4、2018-2020年擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：鼓勵學科交叉聯(lián)合申報,并且鼓勵海外團隊參與合作研究。1.5 材料及組織工程化制品與機體免疫防御和再生系統(tǒng)的相互作用及對組織再生的影響研究內(nèi)容：植入材料和組織工程化制品對機體免疫防御和再生系統(tǒng)的作用和調節(jié)機制；炎癥反應和巨噬細胞對細胞行為和組織再生的影響；植入材料和組織工程化制品中，細胞增殖、分化、回歸及材料和宿主免疫再生系統(tǒng)對其的影響和機理?？己酥笜耍航沂局踩氩牧虾凸こ袒M織激發(fā)的機體免疫耐受機制和材料的調節(jié)作用，對機體再生系統(tǒng)的動員和分子調控機制，以及兩者的相互作用對組織再生和細胞回歸的影響。利用研究結果構建具有低免疫原性的1-2種軟硬組織

5、生物活性材料并通過臨床前試驗；在國內(nèi)外一流期刊發(fā)表10篇以上高水平學術論文（被SCI收錄且他引多次，或被學術期刊或權威機構正面點評或推薦等），申獲核心發(fā)明專利不少于5項。支持年限：2018-2020擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：醫(yī)學單位牽頭，多學科交叉聯(lián)合申報，鼓勵海外單位團隊參與合作研究。1.6 植入材料物理特性對細胞行為、組織結合與再生的調控作用及其分子機制研究內(nèi)容：植入材料宏觀及表面/界面力學性質（強度、彈性模量、剛性）、表面/界面電荷、電位及分布、微納米結構、粗糙度、拓撲構型，以及孔隙結構（孔隙率、孔隙尺度及分布等）的表征及其對細胞招募、遷移、錨定、增殖、分化、凋亡及與組織結合的影響

6、及其定性及半定量關系；對組織再生及與軟、硬組織結合的影響及分子機制?？己酥笜耍航沂局踩氩牧衔锢硖匦詫毎袨榈挠绊懠捌滢D導為細胞內(nèi)分子信號調控組織再生的機制，以及對材料與硬、軟組織結合的影響和機制；基于材料物理特性構建1-2種組織再生性植入器械及2-3種骨鍵合及經(jīng)皮或經(jīng)粘膜生物密封植入器械，并進入臨床試驗；在國內(nèi)外一流期刊發(fā)表12篇以上高水平學術論文（被SCI收錄且他引多次，或被學術期刊或權威機構正面點評或推薦等），申獲核心發(fā)明專利不少于8項。支持年限：2018-2020年擬支持項目：1-2項有關說明：鼓勵學科交叉聯(lián)合申報,并且鼓勵海外團隊參與合作研究。2. 關鍵核心技術2.2 植、介入器械表

7、界面生物功能化及改性技術2.2.1 肌肉-骨骼系統(tǒng)修復材料和植入器械及其表面改性的工程化技術研究內(nèi)容：研究用于肌肉-骨骼系統(tǒng)修復和經(jīng)皮植入器械的表面生物活化及抗菌等生物功能化改性的工程化技術，包括具有骨誘導性的生物活性陶瓷涂層及復合涂層技術；基體及其深部孔隙表面生物礦化，表面納米化、接枝功能團等賦予表面生物活性、抗菌、經(jīng)皮生物密封等生物功能的工程化技術；突破提高涂層與基底材料界面結合強度的關鍵技術。考核指標：研發(fā)致密和純鈦等金屬及PEEK等合成高分子的表面生物活化改性工程化技術，包括組織誘導性生物活性涂層、表面生物礦化等工程化技術，以及表面摻雜、納米化、接枝功能團等抗菌或高生物活性等生物功能化

8、技術；要求涂層與基底材料界面結合均勻且強度40MPa，并具有骨誘導性或經(jīng)皮生物密封性等；抗菌表面抑菌率85%；建立符合GMP要求的中試生產(chǎn)線并通過GMP認證；應用研發(fā)的技術制備具有或兼具上述生物功能的涂層及表面改性植入器械3種以上，不少于2種申獲CFDA產(chǎn)品注冊證，其他完成臨床前試驗；核心技術申報發(fā)明專利8項以上。支持年限：2018-2020年擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 2:1。2.2.2 心腦血管系統(tǒng)修復材料和植/介入器械表面改性技術研究內(nèi)容：突破心腦血管系統(tǒng)修復材料和植/介入器械抗凝血、抗組織增生的表面改性

9、技術；針對醫(yī)用高分子小口徑人工血管、人工機械心臟瓣膜、醫(yī)用導管、腦血管支架等產(chǎn)品，研究開發(fā)表面抗凝血和抗組織增生涂層、接枝官能團或生物分子、微圖案化以及提高親水性等改性技術，實現(xiàn)誘導內(nèi)皮化、抗凝血、抗組織增生，以及防粘連和高潤滑性等生物功能?？己酥笜耍和黄?-5種植/介入器械表面抗凝血涂層、接枝官能團或生物分子、微圖案化以及超親水性改性等的關鍵工程化技術，建立符合GMP要求的中試生產(chǎn)線并通過GMP認證；技術用于人工機械瓣膜，優(yōu)于市售各種類同抗凝血涂層；用于高分子人工血管，可制備直徑小于4mm的小口徑人造血管；用于腦血管支架，可治療腦血管缺血性和出血性猝中等疾患；用于輸注類和介入治療等醫(yī)用導管可

10、替代進口產(chǎn)品，并可較長期（7天）存留于體內(nèi)，且無感染，無組織粘連發(fā)生。申獲發(fā)明專利8項以上，申獲CFDA產(chǎn)品注冊證3項以上。支持年限：2018-2020擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 2:1。2.4 天然生物材料和組織免疫原性消除技術2.4.5 海洋源生物材料的制備及純化技術研究內(nèi)容：重點研究高純殼聚糖的低成本、規(guī)?；木G色制備工程化技術及其脫乙酰的純化技術；海藻酸鈉中的雜蛋白、內(nèi)毒素及雜多酚等去除的純化技術；以及醫(yī)用海洋源生物材料的納米顆粒、凝膠、纖維、薄膜、紡織品等的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術。考核指標：研發(fā)的殼聚糖規(guī)?；?/p>

11、綠色制備技術較之現(xiàn)有技術節(jié)水80%以上，效率提高1倍以上，殼聚糖脫乙酰度達99%以上；海藻酸鈉植入材料分子量75-200k Da，古洛糖醛酸含量60%，內(nèi)毒素 100 EU/g。研發(fā)出用于快速止血，心衰治療、神經(jīng)導管及創(chuàng)傷敷料等5種以上醫(yī)用三類新產(chǎn)品，建立符合GMP要求的中試生產(chǎn)線并通過GMP認證，申獲CFDA產(chǎn)品注冊證3項以上；纖維、薄膜、紡織品等一、二類產(chǎn)品實現(xiàn)自動化大規(guī)模生產(chǎn)；核心技術申獲發(fā)明專利8項以上。支持年限：2018-2020擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 2:1。2.5 納米生物材料制備技術2.5.

12、2 促進組織再生的納米生物材料制備及載藥技術研究內(nèi)容：根據(jù)不同組織再生修復的特點和周期，選擇典型軟、硬組織缺損修復和再生作為模型，研發(fā)具有促進缺損或病變組織再生和修復作用的納米有機、無機藥物/活性元素或因子的載體制備及載藥技術，包括可促進各種組織再生修復的納米材料及具有多級結構的原位復合納米材料設計和制備，材料中活性元素/因子的固載、控制釋放等技術?？己酥笜耍貉邪l(fā)4-5種具有重要應用前景的可促進組織再生的納米或其原位復合控釋載體及其控釋（藥物、基因、生長因子等）系統(tǒng)的制備技術；申請核心發(fā)明專利8項以上；建立符合GMP要求的中試生產(chǎn)線并通過GMP認證，申獲2種以上利用上述關鍵技術開發(fā)的組織修復器

13、械產(chǎn)品注冊證，其它產(chǎn)品進入臨床試驗。支持年限：2018-2020年擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 2:1。2.6 組織工程技術 組織工程的生物力學微環(huán)境研究及實驗技術研究內(nèi)容：建立生理和病理條件下組織工程產(chǎn)品或組織工程支架植入后與周圍宿主細胞及組織相互作用的生物力學和力學生物學模型，以及生物力學特性測試技術及試驗裝置；建立基于多孔支架結構傳質特性、細胞及組織力學生物學特性、結構組織或器官生物力學強度的計算機仿真模擬技術和組織植入體形態(tài)、結構優(yōu)化設計軟件，提供體外試驗裝置和動物實驗驗證技術?？己酥笜耍禾峁?-3種典型

14、組織或器官的組織工程產(chǎn)品的生物力學優(yōu)化設計軟件及體外試驗裝置，通過第三方技術鑒定；利用研究結果構建2-3種組織工程產(chǎn)品，并通過動物實驗驗證，核心技術申報發(fā)明專利5項以上。支持年限：2018-2020年支持項目數(shù)：1-2項有關說明：其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 2:1。3. 產(chǎn)品開發(fā)3.1組織誘導性生物材料及植入器械 關節(jié)軟骨再生性植入材料研發(fā)及功能評價研究內(nèi)容：基于關節(jié)軟骨解剖學及分子生物學基礎的模擬及裝配分析，研發(fā)用于關節(jié)軟骨再生性植入材料；突破可保障關節(jié)負重功能的可再生軟骨的生物材料空間結構設計及制備關鍵技術；建立相應產(chǎn)品安全性及軟骨修復重

15、建的有效性評價系列技術并驗證其療效；開發(fā)針對修復不同類型關節(jié)軟骨的個性化植入器械，提出其設計原理和要求，制定和實施可再生關節(jié)軟骨的生物材料植入手術方案，開展臨床試驗，建立臨床手術規(guī)范及術后康復計劃,包括影像學在內(nèi)的臨床試驗評價及術后跟蹤統(tǒng)計分析的模型和方法，提供文本和音像示范資料。考核指標：開發(fā)具有負重功能的可再生修復軟骨損傷的生物材料，建立產(chǎn)品體內(nèi)外安全性和有效性檢測技術，突破其工程化制備技術，建立符合GMP要求的中試生產(chǎn)線并通過GMP認證；至少兩種產(chǎn)品進入臨床試驗，不少于1種產(chǎn)品申獲CFDA產(chǎn)品注冊證；建立相應產(chǎn)品規(guī)范化臨床手術技術方案；提供示范性手術和視頻資料；完成相應產(chǎn)品臨床應用專用手

16、術器械的研發(fā)；研究制定術后康復指導方案，以及用于臨床效果評價及術后跟蹤分析模型。核心技術申獲發(fā)明專利4項以上。支持年限:2018-2020年擬支持項目數(shù):1-2項 有關說明:要求企業(yè)牽頭，產(chǎn)、學、研、醫(yī)聯(lián)合申報,其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 3:1。3.1.4 角膜再生性材料研究內(nèi)容：研究材料組成、結構對干細胞、角膜上皮細胞、內(nèi)皮細胞及基質細胞定向生長和分化的影響，突破材料有序結構裝配和角膜植入體成型關鍵技術，建立中試生產(chǎn)線，進行安全性評價及角膜再生有效性評價，開展臨床試驗?？己酥笜耍禾岢鼋悄嫿?、再生設計原理，突破人工角膜裝配的關鍵工程化技術

17、，制備出透明、生物力學性能良好、生物相容性佳的人工角膜材料。建成符合GMP要求的人工角膜中試生產(chǎn)線，產(chǎn)品獲得臨床試驗許可，進入臨床試驗。核心技術申獲發(fā)明專利不少于4項。支持年限：2018-2020年支持項目數(shù)：1-2項有關說明：要求企業(yè)牽頭申報，其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 3:1。 眼科高值耗材研究內(nèi)容：研發(fā)恢復眼眶組織正常生理結構和功能的眼眶軟、硬組織再生性材料，揭示材料組織誘導性對眼眶軟、硬組織再生及功能的影響；基于新型超支化聚合物和超分子結構的人工玻璃體、新型眼科粘彈劑，以及用于視網(wǎng)膜病變、青光眼治療等的填充物及藥械組合植入器械等；提出

18、上述材料的設計原理，突破工程化制備技術，開展臨床試驗。考核指標：眼眶硬、軟組織修復材料具有組織再生性，植入器械滿足個性化修復要求，建成符合GMP要求的中試生產(chǎn)線，申獲CFDA產(chǎn)品注冊證至少軟、硬組織各一項；人工玻璃體植入動物眼內(nèi)180天以上不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象并可提供有效的視網(wǎng)膜保護，新型眼科粘彈劑在角膜保護、術后眼壓變化等方面優(yōu)于市售產(chǎn)品，兩者完成臨床試驗，申獲CFDA產(chǎn)品注冊證各一項以上。兩種以上藥械組合產(chǎn)品進入臨床試驗。上述各類材料申獲核心發(fā)明專利總計10項以上。支持年限：2018-2020年擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：要求企業(yè)牽頭申報，其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等

19、)與中央財政經(jīng)費比例不低于 3:1。3.1.6 高強度韌帶再生性材料研究內(nèi)容：以高強度韌帶再生和十字韌帶修復為主要目標，研發(fā)合成高分子基韌帶再生性材料，實現(xiàn)韌帶的再生或重建；以實現(xiàn)十字韌帶與骨的融合為重點，研發(fā)十字韌帶撕裂后的高效修復材料；擴大材料對其他承力管腔組織修復的應用?？己四繕耍撼凉M足臨床試驗前檢驗評價要求外，韌帶修復材料：拉伸強度80Mpa，剛度570N/mm，植入體內(nèi)6個月后再生韌帶拉伸強度正常對照的50%；十字韌帶骨融合材料：具有骨和韌帶組織誘導性，韌帶與骨固定后8-12周基本實現(xiàn)骨韌帶組織融合，植入后一年拉伸強度不低于對照（自然韌帶）50%。韌帶再生性材料完成臨床試驗、建立符合

20、GMP要求的中試生產(chǎn)線并通過GMP認證，申獲CFDA產(chǎn)品注冊證；韌帶骨融合材料完成臨床試驗。核心技術申獲發(fā)明專利6項以上。支持年限：2018-2020年支持項目數(shù)：1-2項有關說明：要求企業(yè)牽頭申報，其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 3:1。3.1.7 促進成骨細胞增殖且誘導骨組織再生的納米生物材料研究內(nèi)容：研發(fā)可預防和治療骨質疏松的納米生物材料，重點突破可促進骨細胞增殖和骨組織再生的可注射型納米材料的設計和制備技術，以及納米粒子的化學組成、粒度和濃度的優(yōu)化設計?？己酥笜耍翰牧现踩牒蠊琴|疏松部位成骨相關細胞增殖、分化功能上調，植入后8-12周，新骨

21、生成，骨密度顯著提高，用于骨折修復，骨不連發(fā)生率顯著低于對照組；研發(fā)預防和治療骨質疏松骨折的可注射型納米修復材料2種以上，建立符合GMP的中試生產(chǎn)線并過GMP認證，其中至少1種申獲CFDA產(chǎn)品注冊證。核心技術申獲發(fā)明專利5項以上。支持年限：2018-2020年支持項目數(shù)：1-2項有關說明：要求企業(yè)牽頭申報，其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 3:1。3.6 血液凈化材料和體外循環(huán)系統(tǒng)或人工器官3.6.3 生物人工肝研究內(nèi)容：優(yōu)化大規(guī)模體外培養(yǎng)肝細胞的新型生物反應器結構、材料與設計，建立新型肝細胞保存運輸新技術和新方法；基于人工肝治療原理構建生物型或混

22、合型人工肝系統(tǒng)，并通過肝衰竭大動物模型實驗；構建治療乙型重型肝炎肝衰竭的有效性和安全性評價體系；在優(yōu)化新型人工肝治療儀的基礎上，集成含生物反應器、供氧系統(tǒng)等的生物反應箱，優(yōu)化多變量協(xié)同控制策略，以期獲得性能優(yōu)越的人工肝裝置并開展臨床試驗?？己酥笜耍航⒁淮涡垣@取1010個成熟肝細胞的生物反應器或系統(tǒng)；提出一套新型生物型或混合型人工肝系統(tǒng)，研制完成人工肝裝置，建立評價體系，完成臨床前試驗，開展臨床試驗。申獲核心發(fā)明專利5項以上。支持年限：2018-2020年擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：要求企業(yè)牽頭申報，其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 3:1。4

23、.醫(yī)用級原材料的研發(fā)與標準研究及產(chǎn)業(yè)化4.1醫(yī)用級原材料的研發(fā)與標準研究及產(chǎn)業(yè)化4.1.2新型醫(yī)用金屬材料及其產(chǎn)業(yè)化研究研究內(nèi)容：研發(fā)高強度、低模量、無有害雜質、形狀記憶、可生物降解等新型醫(yī)用金屬和合金，突破均質化、微納化、低成本、質量穩(wěn)定等全流程產(chǎn)業(yè)化技術；建立中試或產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，完成臨床前和臨床試驗。考核指標：研發(fā)出不含有害元素的高強度低模量鈦合金及形狀記憶合金，高強度純鈦以及用于矯形外科的可生物降解金屬等，建立符合GMP要求的中試或產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，其中3種以上新產(chǎn)品申獲CFDA生產(chǎn)注冊證，申獲核心發(fā)明專利8項以上。支持年限：2018-2020年擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：要求企業(yè)牽頭申

24、報，其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 3:1。 新型醫(yī)用金屬材料及植入器械產(chǎn)品標準及其審評科學基礎研究研究內(nèi)容：研究新型鈦和鈦合金，形狀記憶合金，可生物降解金屬及3D打印金屬及植入器械等產(chǎn)品的行業(yè)和國家標準；檢驗評價新產(chǎn)品安全性、有效性、質量和性能的新方法和新工具，包括新產(chǎn)品引起的機體反應，新技術的試驗方法，失效產(chǎn)品的回收及失效原因分析，以及產(chǎn)品售后分析模型及研究等，支撐本專項新型金屬植入器械研究目標的實現(xiàn)?？己藘?nèi)容：制定相關產(chǎn)品的行業(yè)和國家標準及新產(chǎn)品質量管理規(guī)范30項以上，并通過有資質的單位或機構的技術評審；核心期刊發(fā)表論文15篇以上。支持年限

25、：2018-2020年擬支持項目數(shù)：1-2項有關說明：產(chǎn)、學、研、醫(yī)聯(lián)合申報，國家標準研究及制定單位和審評單位介入，要求企業(yè)牽頭申報，其他經(jīng)費(包括地方財政經(jīng)費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經(jīng)費比例不低于 1:1。定向擇優(yōu)項目“生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復替代”重點專項按照多學科結合、全鏈條部署、一體化實施的原則，圍繞項目的總體目標，部署前沿科學及基礎創(chuàng)新、關鍵核心技術、產(chǎn)品開發(fā)、典型示范等4大研究開發(fā)任務，以及涉及前沿科學及基礎創(chuàng)新、關鍵核心技術、產(chǎn)品開發(fā)、典型示范等的醫(yī)用級原材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、標準和規(guī)范研究、臨床及臨床轉化研究3項重點任務。2018年，將在典型示范任務部署定向擇優(yōu)