报告题目：电化学纳微加工在医用植入体中的研究进展

报 告人：黄卫民教授

主持人：余皓教授

报告时间：2021年4月20日（星期二）下午15:00

报告地点：五山校区16号楼214会议室

欢迎广大师生积极参加!

化学与化工学院

2021年4月19日

报告人简介

黄卫民教授，吉林大学化学学院教授，物理学院兼职教授，博士生导师，欧盟玛丽居里访问学者，日本JSPS海外特别研究员，英国华威大学讲座教授，吉林省高级专家，吉林省电化学纳微生物制造重点实验室主任，从事电化学纳微制造等相关交叉学科领域的研究。发表SCI期刊论文80余篇，出版专著1部，获授权发明专利十余项。先后主持国家重点研发计划，国家自然科学基金，吉林省重大科技攻关项目等十余项，获吉林省自然科学一等奖。

报告摘要：

报告内容主要围绕当前电化学领域纳微加工技术的发展以及与生物制造的学科交叉，主要通过电化学表面修饰技术，新型电化学加工技术，3D打印技术和新型有机无机材料相结合，对生物制造提供一种化学方向学科交叉的制造途径。在技术快速发展，学科交叉不断延伸的今天，化学学科对医学领域的影响是日益加强的。如今，抢占生物制造技术高地已经成为了这一领域科研工作的重要任务。

生物制造材料的植入物普遍中存在的几大问题，根据现有的加工技术和电化学生产方式的发展，3D打印技术是最有希望解决传统植入物个性化低，难以与伤口贴合的特点，因为它能根据患者的伤口数据来个性化植入体造型，使骨组织与植入体结合更紧密，增大骨组织与植入体的接触面积，提高骨整合效果。而通过电化学阳极氧化能力在植入体材料在表面进行氧化膜修饰，则可以极大地提高基底的抗氧化性，增加其抗腐蚀能力，还能增加植入体的粗糙度，增加后续涂层的结合强度。值得一提的是，最新的电弧离子镀工艺，在弧光放电产生的瞬时高温高压作用下，于铝、镁、钛等阀金属及其合金表面生长出以基体金属氧化物为主并辅以电解液组分的改性陶瓷涂层，其防腐及耐磨性能显著优于传统阳极氧化涂层，因此可以极大的提高生物相容性涂层和植入基底的结合强度。电化学原位沉积技术，通过在材料表面个性化地沉积上功能化的材料，可以实现增加生物相容性，增加材料的耐腐蚀性，以及赋予材料抗菌、抗炎、加速伤口愈合的功能，能够将个性化精准医疗概念和生物制造思想结合起来。最后，利用特殊的化学合成手段，调控MOF和COF等新型纳米材料的表面形态，在合成过程中通过电化学方法进行载药，掺杂金属抗菌离子等手段，个性化地制备能够抗菌、抗炎、加快伤口愈合的功能化材料，并利用电化学复合涂层沉积的方法将其固定在材料表面。

生物制造在医疗领域可以进行个性化定制的精准医疗，比如电化学修饰生物制造颌面骨修复材料，电化学修饰3D打印生物制造肛门括约肌等等，这些领域的市场前景十分宽广，骨科植入物市场规模占医疗器械业总值的6%左右，预计2020年市场规模将超过340亿元。在如此庞大的市场面前，积极推动高校、企业、科研机构合作，并展开产学研用合作项目，能够更好地促进成果转化。因此，建立个性化定制生物制造3D打印电化学修饰系统是很有必要的，即利用3D打印快速成型、电化学阳极氧化法、电弧离子镀加工、电化学原位沉积法、电化学复合沉积法等电化学制造方法，结合最新的化学材料（COF、MOF）合成功能化的复合植入体涂层，以实现增加材料的力学强度，提高材料的生物相容性，赋予材料抗菌、抗炎、抗腐蚀的功能，为生物制造领域提供了电化学电化学纳微制造的一种解决方案。