關節軟骨及其多層結構示意圖
本項目針對高性能人工軟骨替代材料的發展和臨床醫療的迫切需求，利用石墨烯的高強度、優異的耐磨自潤滑性及易于功能化修飾的特性，通過對反應性偶聯增容技術、原位交聯技術、高性能化改性技術的探索，研發高性能聚乙烯醇/石墨烯納米復合凝膠軟骨替代材料及產品，滿足人工軟骨材料性能及應用要求。同時開展臨床應用實驗，研究材料在動物體內的生物安全性及療效；在此基礎上，進一步探索發展PVA/GN納米復合凝膠3D-打印技術，構建關節軟骨仿生分層結構，實現人體軟骨直接高精度修復，發展具有高生物力學強度、生物摩擦學性能及生物活性的高性能PVA凝膠軟骨替代材料制備關鍵技術，提升我國石墨烯應用技術及人工軟骨替代材料制備技術水平。
自2019年項目立項以來，已完成聚乙烯醇/石墨烯納米復合水凝膠人工軟骨替代材料表層及與骨基底連接的底層材料及多孔結構設計，進行了復合凝膠制備方法及3D打印工藝技術開發，對其組成與孔結構、生物力學性能、生物摩擦學性能關系進行研究優化，其生物力學/生物摩擦學性能達到本項目規定的技術指標要求；通過3D打印獲得了聚乙烯醇/石墨烯納米復合水凝膠支架，并與BMSCs干細胞進行體外共培養進行生物相容性研究，表明該支架可提升細胞的增殖活性，使BMSCs 能在該支架上貼附生長，具有良好的細胞吸附性及生物相容性，為下一步動物體內實驗奠定基礎。
二、產品主要技術指標
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