成果排行榜
  • 大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量测量用全自动太阳辐射计
  • 脚型三维扫描和足底压力集成测试分析系统
  • 超细颗粒物在线监测技术
  • 一种基于G四聚体的荧光法检测纳米银颗粒的方法
  • 气象参数廓线测量激光雷达设备
  • 流场诊断技术与应用研究
  • 环境大气中NO、NO2和NH3高灵敏度系列化监测仪
  • VOCs高精度在线监测技术
  • 等离子体照明灯
  • 高精度谐振式MEMS压力传感器

生物医药与医疗机械

3D打印技术在上颈椎椎弓根螺钉置入的应用

上颈椎解剖变异较大,邻近结构复杂,椎弓根细小,给颈椎椎弓根螺钉的置入带来很大的困难,传统置钉方法(包括进钉点、进钉方向)主要是通过术者的经验来判断,有一定的盲目性,易造成椎弓根螺钉的穿透率增加,容易造成脊髓、血管再次损伤的风险。为了提高上颈椎椎弓根螺钉置入的准确性,通过3D打印技术,制作出一种专门应用于辅助颈椎椎弓根螺钉置入的个体化导航模板,为手术操作提供安全保证。 该项目来源于贵港市科学研究与技术开发计划项目(合同号:贵科技1504003)。二、 项目采用的具体技术措施(如何开展、实施) 1.制作3D打印导航模板对试验组44例患者颈椎双源64排CT扫描,扫描条件:电压 120k V,电流 150m A,层厚 0.5mm,重建间隔0.5mm,512×512 矩 阵 , 扫描后得出的数据用Dicom格式保存并转移至Mimic 14.11 (Materialie公司,比利时) 软件中。将数据导出为目标椎体的三维模型,在MedCAD模式下建立直径为3.0mm的圆柱体模拟椎弓根螺钉置钉,在3D透视模式下通过轴位、冠状位、矢状位观察及调整模拟螺钉的位置及方向,使其位于最佳进钉路径上、钉道不突破骨皮质。 提取各椎板、侧块、棘突背侧的表面解剖形态,并建立与之解剖形状一致厚度为 2.5 mm的反向模板。通过布尔运算将模拟螺钉及此反向模板融合,最后在模拟螺钉的圆柱体中心虚拟出钻孔的孔道,获得最终的导航模板。将导板文件导入Forml+3D打印机(Formlab,美国),打印出颈椎椎弓根置钉导板。 2.手术方法:两组患者均由同一组具有10年以上经验的脊柱外科医师进行手术,术中均应用电生理监护。患者全身麻醉后摆俯卧位,取颈部后正中切口,电刀充分剥离椎板、棘突表面的软组织,显露手术节段的颈椎后部结构。对照组:在进钉点上用打孔器开孔,用手钻钻孔至椎体内,置入定位针后C臂确认位置,置入22 mm~ 24 mm长度和3.5 mm~ 4mm直径的椎弓根螺钉测量长度、预弯、安装连接棒后行撑开、旋棒等操作以复位椎体。固定钉帽后用磨钻打磨侧块及椎板后方并植骨。最后留置引流管,逐层缝合伤口。试验组:术前将个性化3D打印的导板低温等离子消毒。充分显露椎板、棘突后将导航模板紧贴相应椎体的椎板、关节突、棘突表面,助手固定导板,术者使用磨钻在模板导向孔的引导下磨掉进钉点的骨皮质。用电钻通过导向孔引导钻孔,取下导航模板,探针检查孔道,丝攻扩大钉道后再次检查钉道。逐一上钉后,预弯、安装连接棒后行撑开、旋棒等操作以复位椎体。固定钉帽后用磨钻打磨侧块及椎板后方并植骨。最后留置引流管,逐层缝合伤口。三、 项目采用的关键技术及创新点关键技术:为提高颈椎椎弓根螺钉置入的准确性,通过数字化技术,利用计算机辅助设计及3D打印技术,制作一种专门应用于辅助颈椎椎弓根螺钉置入的个体化导航模板,术中应用导航模板辅助螺钉置入以及体感诱发电位进行监测,避免脊髓及椎动脉发生不可逆损伤,为解剖复杂的颈椎提供标准化、规范化的置钉方法。创新点: 1.3D打印技术辅助置钉准确、安全可靠,减少X线辐射,为上颈椎椎弓根螺钉置钉技术提供了一种新的有效方法 2. 结合计算机导航技术,有效解决导航图像漂移问题 3.通过数字化医学与3D打印技术应用于脊柱微创手术,使得脊柱微创技术向前推进一步。四、存在问题:3D打印导航模板可能存在贴附误差,精确度不足。

生物医药与医疗机械

鱿鱼下脚料中高品质β-壳聚糖的规模化制备技术

甲壳素/壳聚糖同样可由鱿鱼软骨中提取,鱿鱼软骨相比于虾蟹壳其矿物质、脂肪含量较低,不存在重金属超标问题,得到的β-甲壳素/壳聚糖具有比α-甲壳素/壳聚糖更好的生物可降解性、相容性以及聚集活性,因此,β-甲壳素/壳聚糖在医药、食品等高端领域具有α-甲壳素/壳聚糖不可比拟的优势。目前国内关于β-甲壳素/壳聚糖的制备少有报道其仅局限于实验室水平,未见有规模化生产。 本项目将研究从鱿鱼软骨中提取高品质β-壳聚糖的关键技术,确定从鱿鱼软骨中提取β-壳聚糖的工艺与设备;建立β-壳聚糖的质量检测、生物活性评价体系;建立产品的中试生产技术。本项目研发将解决我国目前生产高品质壳聚糖存在的瓶颈问题,填补β-壳聚糖规模化生产领域的国内空白。对相关产业发展具有促进、支撑和示范作用。 已熟练掌握β-壳聚糖的先进生产技术和工艺,可建立年产10吨的产业化生产线。 应用预期效果: 目前壳聚糖尤其是高品质壳聚糖呈现出供求不足的状况,β-壳聚糖由于其高活性及在医药卫生等领域特殊用途和应用价值其市场需求将日益旺盛。而目前仅有韩国和台湾地区有个别企业实现β-壳聚糖小规模生产,且其销售价格昂贵。据统计,目前市售的β-壳聚糖售价约为500元/千克,而β-壳寡糖的售价可达2800元/千克,是α-壳聚糖/壳寡糖的3-5倍。若将来本项目能达到年产β-壳聚糖10吨、β-壳寡糖5吨的生产规模,保守计算,按β-壳聚糖40万元/吨、β-壳寡糖150万元/吨,则可实现年产值1150万元。如果将β-壳聚糖/壳寡糖进一步深加工,提高其产品附加值,则经济效益将更加可观。

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特定聚合度和乙酰度的壳寡糖的制备技术

壳寡糖主要通过壳聚糖的酸解,氧化降解,和酶解三种技术得到。然而,这些技术制备的壳寡糖产物是一个非常复杂的混合物,其中含有各个分子量和各种乙酰度的壳寡糖。壳寡糖的生物活性与其分子量和乙酰度关系密切,以制备的壳寡糖混合物进行生物活性实验,很难明确具体是哪个或哪些壳寡糖分子发挥生物活性,这成为研究壳寡糖组分的构效关系以及相关的活性机制的瓶颈。本课题组通过离子交换色谱-固相萃取技术联用制备了七种高纯化的全脱乙酰化的单一壳寡糖,包括壳二糖(>99%)、壳三糖(>98%)、壳四糖(>98%)、壳五糖(>99%)、壳六糖(>99%)、壳七糖(>92%)和壳八糖(>70%)。另外,在此基础上,通过定点乙酰化技术制备了多种部分乙酰化的单一壳寡糖,包括N-乙酰化壳三糖、N,N’-二乙酰化壳三糖、N-乙酰化壳六糖、N,N’-二乙酰化壳六糖、N,N’,N’’-三乙酰化壳六糖、N,N’,N’’,N’’’-四乙酰化壳六糖、N,N’,N’’,N’’’,N’’’’-五乙酰化壳六糖、N,N’,N’’,N’’’,N’’’’,N’’’’’-六乙酰化壳六糖,各糖的纯度均在90%以上。为研制新型海洋生物药用制剂奠定基础。 应用预期效果: 目前纯度在90-98%的壳二糖到壳六糖的市场售价为1500元/50毫克,且没有壳七糖,而以我们的工艺生产的壳二糖到壳六糖的纯度已达到98%以上,且可分离得到目前市场上没有的壳七糖和壳八糖,经济效益十分显著。

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果蔬降农残产品的开发

当今社会,人们对经济效益的过度追求导致农药的不规范使用,人体的不健康大部分来自食物不净和大部分农药残留造成。因此,研制出既能有效去除农产品表面的农残、微生物及灰土泥沙,又能不污染环境,且清洗快捷方便的强力清洗剂成了全世界关注的热点。扇贝壳的原料为全天然素材,不会对人体产生不良影响。人们生活中常用的某些洗涤剂,在降农残的同时也会被人体摄入,无法排出体外,尤其含氯洗剂并无去农残效果。扇贝壳粉除了降农残之外,也有食物保鲜作用,洗后的食品吃起来口感更好。果蔬降农残产品对农药的清除率可达93%,与日本此类产品相比,农残清除率显著提高。扇贝壳粉100%安全,从环境保护的角度考虑,其排放不会影响河川水质。因此,利用廉价,安全的扇贝壳降农残必然成为未来国内市场果蔬清洗剂的主导趋势。 应用预期效果: 目前日本开发的贝壳粉降农残产品包括:天然贝壳粉洗菜粉,贝力净贝壳粉/水果蔬菜清洁剂,美食之素贝壳粉果蔬清洗剂,残清灵贝壳粉农药清洗剂等等。本项目将制作扇贝壳粉节省了能源与生产成本,在国际市场竞争当中存在价格优势。并通过添加无毒无害的辅助剂,表面活性剂,稳定剂等成分,更进一步提高了扇贝壳粉降农残效果,在果蔬表面农药清除率方面优于日本产品,且价格低于日本产品,因此在国际市场方面也具有很好的竞争优势。