项目描述:
项目背景
聚醚醚酮(PEEK)复合材料因其优异的力学性能、生物相容性和可调控的降解特性,在骨组织工程领域展现出巨大潜力。然而,现有PEEK材料的制备工艺效率低、成本高,且其表面活性与骨整合性能仍需优化。针对这一需求,[东莞一迈智能科技有限公司](医疗材料制造企业)与[华南农业大学](材料科学与生物医学工程优势高校)联合设立研究生培养项目,旨在通过产学研深度融合,推动PEEK复合材料的创新研发与临床应用,同时培养兼具工程实践能力和科研素养的复合型人才。
项目目标
技术研发:
优化PEEK复合材料的制备工艺(如3D打印参数),提升材料性能(力学强度、生物活性)。
开发表面功能化改性技术(如羟基磷灰石涂层、生物活性分子负载),增强骨组织整合能力。
应用研究:
构建仿生骨修复支架,探索PEEK材料在骨缺损修复中的临床应用方案。
人才培养:
培养研究生掌握从材料设计、工艺开发到生物医学应用的全链条创新能力。
项目内容
1、材料制备与工艺优化
企业侧:提供工业级PEEK原料及生产设备(如高温挤出机、3D打印系统),指导工艺参数优化(温度、压力、冷却速率)。
高校侧:通过分子模拟与实验验证,研究纳米填料(如碳纤维、羟基磷灰石)对材料性能的影响。
2、性能表征与生物相容性评价
联合实验室开展材料力学测试(拉伸/压缩强度)、表面形貌分析(SEM、AFM)及体外细胞实验(成骨细胞增殖、分化)。
3、骨组织工程应用研究
设计多孔PEEK支架结构,结合动物模型(如大鼠颅骨缺损)验证骨修复效果。
探索3D打印个性化骨修复体的临床转化路径。
4、产学研协同创新
设立企业导师与高校导师“双导师制”,研究生定期参与企业技术攻关会议。
联合申报专利、制定行业标准,推动成果产业化。
培养模式
1、课程体系:
高校提供《生物材料学》《先进制造技术》等理论课程,企业开设《医疗材料产业化实践》《3D打印工艺培训》等实训课程。
2、实践环节:
研究生第1年在高校完成基础研究,第2-3年进驻企业研发中心,参与中试生产和打印测试。
预期成果
技术突破:开发1-2种高性能PEEK复合材料,力学性能接近人骨(弹性模量3-4 GPa),生物活性提升15%以上。
学术产出:发表SCI论文1-2篇,申请发明专利1-2项。
人才培养:输送1-3名具备“材料+医学”跨学科背景的高端人才。
合作单位分工
高校 主导基础研究、细胞/动物实验、数据分析;
企业 提供工业生产线、工艺优化指导、临床需求对接;负责中试生产与市场推广。
附属医院 提供临床数据支持,参与动物实验设计与效果评估。
项目意义
本项目通过校企深度合作,突破PEEK材料“实验室-临床”转化的关键技术瓶颈,推动国产高端骨科植入器械的自主创新,同时构建“理论-工艺-应用”一体化人才培养体系,助力我国生物医用材料产业升级。
关键词:PEEK复合材料、骨组织工程、3D打印、表面改性、产学研合作