“生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项2023年.docx
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1、“生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项2023 年度工程申报指南建议本专项旨在面对国家保障全民根本医疗保健和转变进展方 式对生物医用材料的重大战略需求,把握生物医用材料科学与产业进展趋势和前沿,抢抓生物医用材料革命性变革的重大机遇, 充分利用我国生物医用材料科学与工程争论方面的根底和优势, 以型生物医用材料和植入器械、高值医用耗材为重点,构建我国一代生物医用材料产业体系,引领生物医用材料产业技术进步,培育一批具有国际竞争力的高集中度多元化生产的龙头企业以及创团队,为我国生物医用材料产业跻身国际先进展列奠定科学与技术根底。本专项依据多学科结合、全链条部署、一体化实施的原则,围绕工程的总体
2、目标,部署前沿科学及根底创、关键核心技术、产品开发、典型示范等 4 大争论开发任务,涉及前沿科学及根底创、关键核心技术、产品开发、典型示范、医用级原材料的研发与标准争论及产业化、标准和标准争论、临床及临床转化争论等 7 项重点任务。2023 年,专项首批立项工程涉及前沿科学及根底创、关键核心技术、产品开发、标准和标准争论4 项重点任务中的“材料诱导组织形成的机制和工程技术根底”、“共性化植、介入器械的快速成型及生物 3D 打印技术”、“高值骨科材料及骨修复替代器械”、“系列化标准以及生产质量治理标准”等17 个重点方向,共立项 32 项。结合实施方案总体安排以及 2023 年立项状况,2023
3、 年拟进一步强化科学根底,深入争论细胞微环境的形成、表征及其与材料相互作用机理的生疏;突破纳米生物材料制备及软纳米技术等一批关键核心技术;以介入治疗人工晶状体、功能性辅料为重点, 研发一批型介/植入器械以及医用高端耗材;争论一代生物材料生产技术对原材料的特别要求,制定量大面广的医用级根底原材料的产品标准;加强一代生物材料与植入器械的临床及临床转化争论;培育一体化全创链的专项实施示范典型或示范性产业集群或基地等,以引领生物材料行业的进展。拟部署 6 项重点任务中“影响细胞、组织再生的三维微环境”、“纳米生物材料制备技术”、“医用高分子高值耗材”、“医用级原材料的研发与标准争论及产业化”、“一代生
4、物材料与植入器械的临床及临床转化争论”、“典型示范工程”等 17 个重点方向,拟立项 28 项。1. 前沿科学及根底创1.2 影响细胞、组织再生的三维微环境争论内容:争论生物材料与组织细胞相互作用的机制,探究可诱导特定组织细胞再生的三维微环境的形成与表征,探讨通过材料学和生物力学因素模拟细胞所处的生物微环境的可行性,说明微环境对组织再生的细胞和分子机制。考核指标:供给三维微环境争论平台与技术方法,提示影响硬、软组织各1-2 种再生的细胞微环境的形成及其表征;争论微环境因素材料组成、构造、三维拓扑、降解、液流、应力及生物环境生物信号分子等影响细胞行为及组织再生的定性、定量或半定量关系,及其细胞和
5、分子生物学机制,为不同组织诱导性材料或组织工程支架设计提出共性原理和依据;依据争论结果设计和仿生构建 2-3 种用于硬、软组织再生的生物材料并进展体内外试验验证;在国际一流期刊发表原创性论文不少于20 篇,获得国际和国内制造专利不少于 8 项其中国际专利不少于 2 项;完成相关争论专著 2 部。支持年限:2023-2023 年拟支持工程数:不超过 2 项有关说明:鼓舞学科穿插联合申报,并且鼓舞海外团队参与合作争论。2. 关键核心技术2.1 共性化植、介入器械的快速成型及生物 3D 打印技术2.1.2 共性化植、介入器械的生物3D打印技术争论内容:体外含细胞的植、介入活体器械仿生构造的3D 打印
6、构建,包括:适用于生物3D打印的“生物墨水”含细胞原材料的制备及其与打印技术的集成;组织细胞微环境设计及基质的三维仿生构建;多细胞预血管化组织构造与器官的3D打印; 共性化三维仿生构造的成型工艺和设备以及计算机建模及打印 软件。3D打印器械进入临床前试验或临床试验。考核指标:研发用于硬、软组织生物3D打印的“生物墨水”原材料、含供打印细胞或细胞团,5种以上含细胞仿生构造的计算机建模和3D打印软件,以及2-3种生物3D打印设备样机并通过国家鉴定;构建2-3种共性化生物3D打印的组织工程化制品及1-2种多细胞简洁组织或器官,其中组织工程化制品完成第三方检测和动物试验,多细胞简洁组织或器官可进展体内
7、或体外功能性短期试验;单细胞打印:精度2微米,打印后60天细胞存活 率90%并维持确定的细胞功能;核心技术申报国内外制造专利。支持年限:2023-2023年 拟支持工程数:不超过2项有关说明:高校、医学单位、企业联合申报,且其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中心财政经费比例不低于2:1。2.3 可降解及智能生物材料和植入器械制备技术2.3.3 环境响应医用水凝胶的设计和制备技术争论内容:环境响应医用水凝胶的分子设计、制备及改性的工程化技术,包括用于细胞、药物、蛋白等控释的水凝胶载体的合成;基于聚氨基酸、多糖、蛋白等可注射高分子水凝胶的制备及引入抗菌性阳离子、抗菌性药物等的
8、工程化技术研发。考核指标:突破聚氨基酸、多糖等 2-3 类环境响应医用高分子水凝胶分子设计和工程化制备技术,建立水凝胶产品中试生产线并通过 GMP 等体系认证,研发上述产品,不少于 3 种获得CFDA 产品注册证;研发 2-3 种水凝胶控释载体及组织工程化制品支架,并进入临床试验;制备3 种以上抗菌性水凝胶敷料、可 注射多糖高分子水凝胶及硬脑膜修复等材料,其中 2 种取得CFDA 产品注册证,投入批量生产和临床应用,核心技术申报制造专利。支持年限:2023-2023 年拟支持工程数:1-2 项有关说明:要求企业牵头申报,产、学、研、医联合申报, 且其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道
9、资金等 ) 与中心财政经费比例不低于 2:1。2.4 自然生物材料和组织免疫原性消退技术2.4.1 医用胶原、丝素蛋白及其复合材料等的低免疫原性、无病毒、无热源及高稳定性制备技术争论内容:研发低免疫原性、高纯度、稳定性、无菌、无热源、无病毒污染的动物源胶原蛋白、丝素蛋白及其复合材料制备核心技术、设备及检验方法;探究建立胶原蛋白等自然高分子材料的规模化制备技术;开发适用于多种组织再生的复合支架材料产品。考核指标:建立保证医用胶原蛋白、丝素蛋白及其复合材料产品质量的中试生产线并通过 GMP 认证和验收鉴定;研发和优化上述产品的工程化制备技术,每类不少于 1 种获得 CFDA 产品注册证;产品技术要
10、求:胶原产品质量符合 CFDA 和美国 FDA 认可指南要求;丝素蛋白杂质含量0.1%,分子量100KPa,符合ISO10993 生物学相容性系列标准要求。制备适用于皮肤、骨骼、软骨、肌腱、角膜、血管等组织再生的复合支架产品,其力学强度、降解速率、免疫原性等性能到达国际同类产品技术水平,骨修复材料初始抗压强度130MPa,无毒性、无热源反响。核心技术获得国际和国内制造专利不少于 6 项国际专利不少于 2 项; 在国际一流临床争论相关杂志发表文章 5 篇以上。支持年限:2023-2023 年拟支持工程数:医用胶原和丝素蛋白及其复合材料每类材料分别 1-2 项有关说明:其他经费(包括地方财政经费、
11、单位出资及社会渠道资金等)与中心财政经费比例不低于 2:1。2.4.4 人源化异种组织转基因技术争论内容:建立和培育用于组织器官移植的基因改造猪种 系;建立和完善改造猪关键移植排斥基因的分子遗传学技术和克隆技术,包括依据移植组织器官的类型和应用目标,对猪细胞或组织进展特定基因的编辑、敲除并转入人源抗排斥基因;研发可供临床组织器官移植的异种胰岛、心脏、肾脏及肝脏,进展非人类灵长类大动物试验。考核指标:至少 1 种人源化异种组织进入临床试验;异种器官进展临床前试验;申报核心制造专利,发表高质量论文。支持年限:2023-2023 年拟支持工程数:1-2 项有关说明:产、学、研、医联合申报,且其他经费
12、(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中心财政经费比例不低于 2:1。2.5 纳米生物材料制备技术2.5.1 无机非金属纳米微粒合成及纳米生物陶瓷制备的工程化技术争论内容:以突破纳米粉体团聚为重点,研发形态、构造、尺度及其分布可控的纳米粉体及多孔微球制备的工程化技术;可抑制晶粒长大、降解可控且强度足够的纳米生物陶瓷烧结,以及溶胶凝胶法等纳米生物陶瓷的低温制备技术和设备。考核指标:合成 3-4 种用于纳米生物材料制备及药控载体的磷酸钙、硅酸盐、氧化硅等纳米粉体,并取得CFDA 产品注册证; 供给磷酸钙等 2-3 种纳米生物陶瓷产品,其中 2 种取得 CFDA 产品注册证或进入临床试验;
13、1-2 种纳米生物陶瓷烧结的微波炉及其他烧结设备定型,并通过验收、鉴定;核心技术申报制造专利。支持年限:2023-2023 年拟支持工程数:1-2 项有关说明:产、学、研、医联合申报, 且其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中心财政经费比例不低于 2:1。3. 产品开发3.1.1 软骨、骨一体化诱导性支架材料争论内容:可诱导关节软骨、类自然软骨骨界面基质再生的一体化软骨支架材料,突破可维持再生软骨的软骨表型又可与骨严密结合的软骨,软骨-骨界面一体化的设计及制备的关键技术;进展材料安全性以及软骨修复重建的有效性评价,开展临床试验;建立中试生产线和质量保证体系。考核指标:提出软
14、骨和软骨-骨界面再生的一体化支架设计原理,制备出软骨、软骨-骨界面基质一体化支架。产品技术要求:临床前含动物试验:支架植入3个月左右可诱导关节软骨形成并维持其表型;可诱导软骨下损坏的骨重建;界面层可实现与软骨和骨的无缝、无纤维结缔组织层的连续结合。临床试验: 影像试验证明:支架植入后3-6个月,损坏的关节软骨已再生; 与软骨下的骨实现了连续的严密结合。不少于1个产品取得CFDA 产品注册证,核心技术申获制造专利。支持年限:2023-2023年 拟支持工程数:不超过2项有关说明:要求企业牵头申报,产、学、研、医联合申报, 且其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等) 与中心财政经费比
15、例不低于3:1。3.1.2 中枢神经再生材料和植入器械争论内容:深化生物材料诱导成年中枢神经系统内源性神经发生作用的细胞和分子机制争论,争论材料对中枢神经系统损伤后内源性神经发生微环境的影响;开展修复灵长类长距离2 厘米脊髓损伤争论,提示并说明材料对中枢神经系统再生的诱导作用及其机制,形成相应理论体系。开展针对临床转化应用根底争论,为建立早期诊断标准供给依据,开展临床试验争论,进展安全性有效性评价,建立中试生产线,建立相关产品标准。考核指标:开展陈旧性瘢痕等脊髓损伤临床试验争论不少于50例,不少于1个产品取得CFDA产品注册证;建立脑脊液或外周血液诊断脊髓损伤/再生和功能恢复过程中基因表达谱的
16、诊断标准;研制用于脊髓损伤瘢痕边界定位诊断软件;申请国际和国内核心制造专利不少于8项国际专利2-3项,其中获得授权不少于5项;在国际一流期刊发表论文不少于20篇。支持年限:2023-2023年。拟支持工程数:1-2项有关说明:要求企业牵头申报,产、学、研、医联合申报, 且其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等) 与中心财政经费比例不低于2:1。3.2 组织工程化产品3.2.1 骨、软骨、肌腱等人体构造组织工程化技术争论内容:基于机体构造类组织功能、空间构造等解剖学根底的模拟及装配分析;研发用于多细胞共培育的多功能支架材料;建立体外多细胞共培育的活体器械制备体系;完善体内外验证和评
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