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生物医用(稀土)陶瓷材料实验室

成立背景


健康是个人乃至全社会全面发展的基础,自主研发疾病治疗所需的人体组织器官替代与修复用材料及制品,将为提高患者生命质量和国人健康水平发挥着重要作用。生物陶瓷材料与人体的生理环境更具生物相容性,不易在人体内发生化学反应,结构稳定,力学性能优异,因此一直是极具生命力的人体组织器官替代与修复用材料。

我国的陶瓷材料产业已经有很大的规模,但相对于注重生物医学应用的生物医用陶瓷材料发展还非常有限。近年来,研究方面虽然有一定的积累,真正转化成产品的少。生物医用陶瓷材料研究所的成立,以北京大学雄厚的基础学科和先进的技术学科为基础,组织联合相关的研究力量,结合包头资源及能源优势,通过自主研发技术含量高、附加值高的骨科、口腔、心血管等疾病治疗所需的典型人体组织器官替代与修复用材料及制品,将带动我国生物材料高技术及其产业的迅猛发展,迅速缩小与国际先进水平之间的差距,提升我国在国际经济竞争中占据主动。


主要研究方向


研究所以生物医用陶瓷材料的产业化为目标,主要研究方向包括:

  钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷开发

 仿生陶瓷及其他陶瓷开发

 生物标记纳米陶瓷材料开发


研究实体


研究所下设材料合成制备、成型烧结、CAD/CAM设计与加工等3个实验室。

材料合成制备实验室

该实验室主要致力于高纯稀土稳定四方氧化锆纳米粉体、磷灰石纳米粉体、生物陶瓷组织工程支架稀土发光生物标记纳米晶的化学合成与制备工艺的开发。

成型烧结实验室

实验室主要致力于氧化锆陶瓷、磷灰石陶瓷的成型与烧结工艺的研究与开发。包括:干压成型、等静压成型、注塑成型、注浆成型、真空烧结、无压烧结、微波烧结、SPS等重要工艺问题的研究与开发。

CAD/CAM 设计与加工实验室

实验室主要致力于氧化锆陶瓷、磷灰石陶瓷的产品设计与加工方面的研究与开发。按照牙模数据、种植体模型、关节模型进行CAD设计,设计放大了的陶瓷加工模型,采用数控机床按照陶瓷加工模型在自有瓷块上进行CAM制造,制成全瓷义齿,氧化锆种植体和人工关节等产品。


科研条件


研究所拥有满足陶瓷材料化学制备、成型与烧结、CAD/CAM设计与加工所需的大型设备。 包括:高温高压反应釜、冻干机、离心机、喷雾干燥机、行星式球磨机、超高温箱式电阻炉、冷等静压机、油压机、数控加工中心、机加工设备等;研究所以北京大学为依托,拥有陶瓷材料研究开发过程中所需的结构和性质表征大型设备。包括:高分辨透射电子显微镜、X-射线衍射仪、扫描电镜、万能力学测试仪、纳米力学测试系统等。


科研团队


生物医用(稀土)陶瓷材料研究所由北京大学工学院陈海峰特聘研究员担任所长,拥有一支由化学、材料、生物、医学、机械设计与制造加工等多学科交叉的以及由10多名国内相关专业博士后、博士、硕士等高端人才组成的技术骨干。


科研成果


研生物医用(稀土)陶瓷材料研究所已经开展了大量核心技术研发工作,取得了非常突出的科研成果。部分代表性成果如下:

1. 氧化锆陶瓷

研究所在氧化锆纳米材料可控合成方面已经有一定的积累,已完成了对小型样品的实验测试,效果良好。

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2. 磷灰石仿生陶瓷

我们是国际上最早提出并开展牙釉质磷灰石仿生陶瓷的研究团队,研究所前期开发的磷灰石陶瓷具有人牙釉质基本微结构特征、人牙釉质独特的化学物理特性、特别的机械性能和生物活性。该项成果达国际先进水平,受到学术界广泛关注和美国、英国、德国、法国、西班牙等多国媒体的专题报道。部分成果获2011年美国专利(US Patent 7,879,388 B2), 2012年中国专利(ZL200810239764.0)。

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