1、“生物醫用材料研發與組織器官修復替代”重點專項2017年度項目申報指南建議本專項旨在面向國家保障全民基本醫療保健和轉變發展方式對生物醫用材料的重大戰略需求，把握生物醫用材料科學與產業發展趨勢和前沿，搶抓生物醫用材料革命性變革的重大機遇，充分利用我國生物醫用材料科學與工程研究方面的基礎和優勢，以新型生物醫用材料和植入器械、高值醫用耗材為重點，構建我國新一代生物醫用材料產業體系，引領生物醫用材料產業技術進步，培育一批具有國際競爭力的高集中度多元化生產的龍頭企業以及創新團隊，為我國生物醫用材料產業躋身國際先進行列奠定科學與技術基礎。本專項按照多學科結合、全鏈條部署、一體化實施的原則，圍繞項目的總體目

2、標，部署前沿科學及基礎創新、關鍵核心技術、產品開發、典型示范等4大研究開發任務，涉及前沿科學及基礎創新、關鍵核心技術、產品開發、典型示范、醫用級原材料的研發與標準研究及產業化、標準和規范研究、臨床及臨床轉化研究等7項重點任務。2016年，專項首批立項項目涉及前沿科學及基礎創新、關鍵核心技術、產品開發、標準和規范研究4項重點任務中的“材料誘導組織形成的機制和工程技術基礎”、“個性化植、介入器械的快速成型及生物3D打印技術”、“高值骨科材料及骨修復替代器械”、“系列化標準以及生產質量管理規范”等17個重點方向，共立項32項。結合實施方案總體安排以及2016年立項情況，2017年擬進一步強化科學基礎

3、，深入研究細胞微環境的形成、表征及其與材料相互作用機理的認識；突破納米生物材料制備及軟納米技術等一批關鍵核心技術；以介入治療人工晶狀體、功能性輔料為重點，研發一批新型介/植入器械以及醫用高端耗材；研究新一代生物材料生產技術對原材料的特殊要求，制定量大面廣的醫用級基礎原材料的產品標準；加強新一代生物材料與植入器械的臨床及臨床轉化研究；培育一體化全創新鏈的專項實施示范典型或示范性產業集群或基地等，以引領生物材料行業的發展。擬部署6項重點任務中“影響細胞、組織再生的三維微環境”、“納米生物材料制備技術”、“醫用高分子高值耗材”、“醫用級原材料的研發與標準研究及產業化”、“新一代生物材料與植入器械的臨

4、床及臨床轉化研究”、“典型示范工程”等17個重點方向，擬立項28項。1. 前沿科學及基礎創新1.2 影響細胞、組織再生的三維微環境研究內容：研究生物材料與組織細胞相互作用的機制，探索可誘導特定組織細胞再生的三維微環境的形成與表征，探討通過材料學和生物力學因素模擬細胞所處的生物微環境的可行性，闡明微環境對組織再生的細胞和分子機制。考核指標：提供三維微環境研究平臺與技術方法，揭示影響硬、軟組織（各1-2種）再生的細胞微環境的形成及其表征；研究微環境因素（材料組成、結構、三維拓撲、降解、液流、應力及生物環境（生物信號分子）等）影響細胞行為及組織再生的定性、定量或半定量關系，及其細胞和分子生物學機制，

5、為不同組織誘導性材料或組織工程支架設計提出共性原理和依據；依據研究結果設計和仿生構建2-3種用于硬、軟組織再生的生物材料并進行體內外試驗驗證；在國際一流期刊發表原創性論文不少于20篇，獲得國際和國內發明專利不少于8項（其中國際專利不少于2項）；完成相關研究專著2部。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：不超過2項有關說明：鼓勵學科交叉聯合申報,并且鼓勵海外團隊參與合作研究。2. 關鍵核心技術2.1 個性化植、介入器械的快速成型及生物3D打印技術2.1.2 個性化植、介入器械的生物3D打印技術研究內容：體外含細胞的植、介入活體器械仿生結構的3D打印構建，包括：適用于生物3D打印的“生物墨水

6、”（含細胞原材料）的制備及其與打印技術的集成；組織細胞微環境設計及基質的三維仿生構建；多細胞預血管化組織結構與器官的3D打印；個性化三維仿生結構的成型工藝和設備以及計算機建模及打印軟件。3D打印器械進入臨床前試驗或臨床試驗。考核指標：研發用于硬、軟組織生物3D打印的“生物墨水”（原材料、含供打印細胞或細胞團），5種以上含細胞仿生結構的計算機建模和3D打印軟件，以及2-3種生物3D打印設備樣機并通過國家鑒定；構建2-3種個性化生物3D打印的組織工程化制品及1-2種多細胞復雜組織或器官，其中組織工程化制品完成第三方檢測和動物實驗，多細胞復雜組織或器官可進行體內或體外功能性短期試驗；單細胞打印:精度

7、2微米，打印后60天細胞存活率>90%并維持一定的細胞功能；核心技術申報國內外發明專利。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：不超過2項有關說明：高校、醫學單位、企業聯合申報，且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于2:1。2.3 可降解及智能生物材料和植入器械制備技術2.3.3 環境響應醫用水凝膠的設計和制備技術研究內容：環境響應醫用水凝膠的分子設計、制備及改性的工程化技術，包括用于細胞、藥物、蛋白等控釋的水凝膠載體的合成；基于聚氨基酸、多糖、蛋白等可注射高分子水凝膠的制備及引入抗菌性陽離子、抗菌性藥物等的工程化技術研發。考核指標：突破聚氨

8、基酸、多糖等2-3類環境響應醫用高分子水凝膠分子設計和工程化制備技術，建立水凝膠產品中試生產線并通過GMP等體系認證，研發上述新產品，不少于3種獲得CFDA產品注冊證；研發2-3種水凝膠控釋載體及組織工程化制品支架，并進入臨床試驗；制備3種以上抗菌性水凝膠敷料、可注射多糖高分子水凝膠及硬腦膜修復等材料，其中2種取得CFDA產品注冊證，投入批量生產和臨床應用，核心技術申報發明專利。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：1-2項有關說明：要求企業牽頭申報，產、學、研、醫聯合申報，且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于2:1。2.4 天然生物材料和組織

9、免疫原性消除技術2.4.1 醫用膠原、絲素蛋白及其復合材料等的低免疫原性、無病毒、無熱源及高穩定性制備技術研究內容：研發低免疫原性、高純度、穩定性、無菌、無熱源、無病毒污染的動物源膠原蛋白、絲素蛋白及其復合材料制備核心技術、設備及檢驗方法；探索建立膠原蛋白等天然高分子材料的規模化制備技術；開發適用于多種組織再生的復合支架材料產品。考核指標：建立保證醫用膠原蛋白、絲素蛋白及其復合材料產品質量的中試生產線并通過GMP認證和驗收鑒定；研發和優化上述產品的工程化制備技術，每類不少于1種獲得CFDA產品注冊證；產品技術要求：膠原產品質量符合CFDA和美國FDA認可指南要求；絲素蛋白雜質含量0.1%，分子

10、量100KPa，符合ISO10993生物學相容性系列標準要求。制備適用于皮膚、骨骼、軟骨、肌腱、角膜、血管等組織再生的復合支架產品，其力學強度、降解速率、免疫原性等性能達到國際同類產品技術水平，骨修復材料初始抗壓強度130MPa，無毒性、無熱源反應。核心技術獲得國際和國內發明專利不少于6項（國際專利不少于2項）；在國際一流臨床研究相關雜志發表文章5篇以上。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：醫用膠原和絲素蛋白及其復合材料每類材料分別1-2項有關說明：其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于2:1。2.4.4 人源化異種組織轉基因技術研究內容：建立和

11、培育用于組織器官移植的基因改造豬種系；建立和完善改造豬關鍵移植排斥基因的分子遺傳學技術和克隆技術，包括根據移植組織器官的類型和應用目標，對豬細胞或組織進行特定基因的編輯、敲除并轉入人源抗排斥基因；研發可供臨床組織器官移植的異種胰島、心臟、腎臟及肝臟，進行非人類靈長類大動物試驗。考核指標：至少1種人源化異種組織進入臨床試驗；異種器官進行臨床前試驗；申報核心發明專利，發表高質量論文。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：1-2項有關說明：產、學、研、醫聯合申報，且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于2:1。2.5 納米生物材料制備技術2.5.1 無機

12、非金屬納米微粒合成及納米生物陶瓷制備的工程化技術研究內容：以突破納米粉體團聚為重點，研發形態、結構、尺度及其分布可控的納米粉體及多孔微球制備的工程化技術；可抑制晶粒長大、降解可控且強度足夠的納米生物陶瓷燒結，以及溶膠凝膠法等納米生物陶瓷的低溫制備技術和設備。考核指標：合成3-4種用于納米生物材料制備及藥控載體的磷酸鈣、硅酸鹽、氧化硅等納米粉體，并取得CFDA產品注冊證；提供磷酸鈣等2-3種納米生物陶瓷產品，其中2種取得CFDA產品注冊證或進入臨床試驗；1-2種納米生物陶瓷燒結的微波爐及其他燒結設備定型，并通過驗收、鑒定；核心技術申報發明專利。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：1-2項

13、有關說明：產、學、研、醫聯合申報, 且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于2:1。3. 產品開發3.1.1軟骨、骨一體化誘導性支架材料研究內容：可誘導關節軟骨、類天然軟骨骨界面基質再生的一體化軟骨支架材料，突破可維持再生軟骨的軟骨表型又可與骨緊密結合的軟骨，軟骨-骨界面一體化的設計及制備的關鍵技術；進行材料安全性以及軟骨修復重建的有效性評價，開展臨床試驗；建立中試生產線和質量保證體系。考核指標：提出軟骨和軟骨-骨界面再生的一體化支架設計原理，制備出軟骨、軟骨-骨界面基質一體化支架。產品技術要求：臨床前（含動物）試驗：支架植入3個月左右可誘導關節軟骨形成

14、并維持其表型；可誘導軟骨下損壞的骨重建；界面層可實現與軟骨和骨的無縫、無纖維結締組織層的連續結合。臨床試驗：影像試驗證明：支架植入后3-6個月，損壞的關節軟骨已再生；與軟骨下的骨實現了連續的緊密結合。不少于1個產品取得CFDA產品注冊證，核心技術申獲發明專利。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：不超過2項有關說明：要求企業牽頭申報，產、學、研、醫聯合申報,且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于3:1。3.1.2 中樞神經再生材料和植入器械研究內容：深化生物材料誘導成年中樞神經系統內源性神經發生作用的細胞和分子機制研究，研究材料對中樞神經系統損傷

15、后內源性神經發生微環境的影響；開展修復靈長類長距離（2厘米）脊髓損傷研究，揭示并闡明材料對中樞神經系統再生的誘導作用及其機制，形成相應理論體系。開展針對臨床轉化應用基礎研究，為建立早期診斷標準提供依據，開展臨床試驗研究，進行安全性有效性評價，建立中試生產線，建立相關產品標準。考核指標：開展陳舊性瘢痕等脊髓損傷臨床試驗研究不少于50例，不少于1個產品取得CFDA產品注冊證；建立腦脊液或外周血液診斷脊髓損傷/再生和功能恢復過程中基因表達譜的診斷標準；研制用于脊髓損傷瘢痕邊界定位診斷軟件；申請國際和國內核心發明專利不少于8項（國際專利2-3項），其中獲得授權不少于5項；在國際一流期刊發表論文不少于2

16、0篇。支持年限：2017-2020年。擬支持項目數：1-2項有關說明：要求企業牽頭申報，產、學、研、醫聯合申報,且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于2:1。3.2 組織工程化產品3.2.1 骨、軟骨、肌腱等人體結構組織工程化技術研究內容：基于機體結構類組織功能、空間結構等解剖學基礎的模擬及裝配分析；研發用于多細胞共培養的多功能支架材料；建立體外多細胞共培養的活體器械制備體系；完善體內外驗證和評估；開展結構類組織的臨床應用及產業轉化。考核指標：完成三種以上結構類組織（骨、軟骨、肌腱等）的組織工程化產品和工程化制備技術研發，至少三項要素產品或技術申報CF

17、DA產品注冊證或獲得臨床應用許可；分階段明確，核心技術申報國內外發明專利不少于6項（國際專利不少于2項），授權2-3項。支持年限：2017-2020年支持項目數：不超過2項有關說明：要求企業牽頭申報，其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于3:1。3.4 心腦血管植、介入材料和器械3.4.3 新型心臟組織修復材料和植入器械研究內容：針對中國病人瓣膜鈣化程度及二瓣化畸形比例高的特點，研發符合中國老年性主動脈瓣膜狹窄和關閉不全的介入治療生物瓣膜，包括預裝式介入瓣膜；突破防止瓣膜周漏的設計和技術，減小輸送系統尺寸，開發手術和器械等；研究制定產品標準，進行動物和臨

18、床及臨床應用技術研究。考核指標：控制介入治療生物瓣膜中重度瓣周漏比例在5%以內，研制出16F及以下的瓣膜系統，抗鈣化效果比傳統戊二醛處理提高30%以上，研究制定產品標準，完成臨床前和臨床試驗，申報核心發明專利和CFDA生產注冊證。支持年限：2017-2020年支持項目數：1-2項有關說明：要求企業牽頭申報，其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于3:1。3.5 口腔植入材料及器械3.5.3 高值牙科修復材料研究內容：研發防齲粘接材料及牙色牙體修復材料、牙周缺損骨再生材料、新型透明牙套隱形矯治器材料、低收縮性、高耐磨光固化充填樹脂，新型根管充填材料等。開展體

19、外實驗、動物實驗及臨床試驗，進行組織修復及功能重建的有效性評價。考核指標：粘接材料及牙色牙體修復材料具有氟緩釋能力，總氟釋放25g/cm³，或具有靶向抗菌防齲能力，完成體外實驗及臨床試驗，獲得CFDA產品注冊證；牙周缺損骨再生材料能修復3mm×5mm×7mm（長寬深）牙周骨缺損，完成臨床驗證，獲得CFDA產品注冊證；新型透明牙套隱形矯治器材料彈性模量1800 MPa，拉伸屈服強度50 MPa，屈服應變率5%，抗撕裂性40 N/mm，完成臨床試驗，獲得CFDA產品注冊證；新型生物活性根管充填材料申報CFDA產品注冊證。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：不超

20、過2項有關說明：要求企業牽頭申報，其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于3:1。 3.6 血液凈化材料和體外循環系統或人工器官3.6.2 全血灌流高性能吸附劑及裝置研究內容：針對臨床重癥肝衰、膿毒血癥、重度中毒等患者，研發高選擇性全血灌流吸附劑及灌流裝置。考核指標：研發2-3個國際先進或領先的全血灌流吸附劑及裝置，取得CFDA產品注冊證。1）高膽紅素血癥治療吸附劑及裝置：膽紅素清除率85%（0.4mg/ml），膽汁酸清除率90%(0.25mg/ml)，與國際市售先進產品相比，同等條件下，比膽紅素清除率高5%左右，比膽汁酸清除率高10%左右；2）膿毒血癥用

21、納米復合吸附劑及裝置：與國外同類產品對比，同等條件下IL-1、IL-6、 IL-8、 IL-10的清除率在70-85%之間，TNF-清除率75%；3）高選擇性2-微球蛋白吸附劑及裝置：在國際市售產品同等條件下，對血液中2-微球蛋白的清除率85%（1.5mg/ml），對胱抑素C和甲狀旁腺素的清除率也均85%，對白蛋白的清除率10%，優于國外的2-微球蛋白專用吸附劑產品。三種產品溶血率2%，血小板降低15%，不影響血液電解質平衡；比表面積800m2/g, 介孔率80%，粒度40-60目，總有機物殘留10ppm，無納米粒子脫落。核心專利申獲國內外發明專利；取得CFDA產品注冊證2-3個。支持年限：2

22、017-2020年擬支持項目數：1-2項有關說明：要求企業牽頭申報，其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于3:1。3.7 醫用高分子高值耗材3.7.1 人工晶狀體等高端眼科植入材料研究內容：研發人工晶狀體的單體合成、高分子聚合及改性技術，研發具有高級屈光性能的人工晶狀體等眼科材料及植/介入手術配套器械和系統，開展臨床試驗；建立基于中國人眼部生物學參數的大數據平臺（庫），為人工晶狀體等的精準設計提供基礎數據；研發可集聚和誘導內源性干細胞定向分化、再生或修復晶狀體、視網膜、眼瞼、結膜等眼組織缺損或相關疾病的生物材料，完成材料生物安全性和功能重建有效性評價。考

23、核指標：1-2個人工晶狀體及其配套植入系統產品獲得CFDA注冊證，材料、光學設計和制造工藝國產化并具有自主知識產權；其它1-2個用于治療白內障、青光眼等眼科疾病治療的產品進入臨床試驗；建立符合GMP要求的生產線并通過認證；建議用于人工晶狀體精準設計的大數據平臺（庫）；核心技術申報發明專利。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：不超過2項有關說明：要求企業牽頭申報，產、學、研、醫結合，其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于3:1。3.7.2 功能性敷料、組織補片等新型高值耗材研究內容：研發止血、抗菌、促愈合、減輕瘢痕等功能性敷料，以及用于人體軟組織修

24、復的新型組織補片。突破賦予材料生物活性、克服異物反應，降低動物源補片抗原性和免疫應答、顯著提高強度等材料設計和制備關鍵技術問題，研發其批量化穩定生產技術。考核指標：不少于3個產品獲得CFDA產品注冊證，功能敷料：主要治療功能來自材料本身，功能性敷料、組織補片產品具有促進組織再生能力和抗菌性能，產品綜合性能不低于市場同類進口產品；開發功能性敷料和適用于婦科盆底和用于泌尿生殖系統的新一代組織補片；生物力學適配性優于現存疝補片（GB/T19976-2005），植入后補片暴露和侵蝕率8%-15%；可降解補片抗破裂強度40cm水柱；可抑制或延緩鈣鹽和結石形成。產品技術要求：管腔組織補片：植入后補片暴露和

25、侵蝕率8%-15%；抗破裂強度600Pa；應變值30%；可抑制或延緩鈣鹽、結石形成和細菌生長等。生物補片：植入后不發生明顯的免疫反應，抗破裂強度400Pa。核心技術獲得國際和國內發明專利不少于3項（國際專利不少于1項），在國際一流臨床研究相關雜志發表文章3篇以上。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：不超過2項有關說明：要求企業牽頭申報，產、學、研、醫聯合申報,且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于3:1。4.醫用級原材料的研發與標準研究及產業化4.2 抗輻射和無毒的聚烯烴等醫用高分子原材料的標準和產業化研究內容：（1）研究和開發不含增塑劑（又名

26、塑化劑）的醫用苯乙烯類熱塑性彈性體，包括苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-異戊二烯共聚物(SEIS)和苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物(SEPS)等。（2）研發醫用級聚己內酯及其共聚物，以及己內酯單體的連續化綠色安全制備及其產業化生產技術，使用具有自主知識產權的技術規模化生產可生物降解高分子材料及其單體。考核指標：（1）研發有知識產權的苯乙烯類熱塑性彈性體催化劑制備、樹脂合成、加氫和后處理等系列專利技術，并開發相應的工程化技術，形成5萬噸的苯乙烯類熱塑性彈性體專用料生產基地，用于血液和藥物儲存和輸注器械規模化生產應用。主要技術指標：無有害物質析出；溶血率不大于5.0%；細胞毒性不大

27、于2級；氧氣透過量1200 cm3/(m224h0.1MPa)；熱合強度：不小于20 N/15mm；透光率75%；化學和其它生物學性能指標滿足相關國家和行業標準的要求。獲得發明專利5-7項，CFDA產品注冊證2-4項。（2）研發的技術及產品，其指標應達到國際先進水平；己內酯等單體實現連續化安全制備，純度達到99.9%以上、不含金屬殘留；聚己內酯等聚合材料的分子量分布系數小于1.2、不含金屬殘留、其他雜質殘留低于醫用級標準；聚合催化體系不含任何金屬元素；形成單體萬噸/年、聚合材料千噸/年符合醫用級產品生產質量管理規范要求的批量生產能力；申獲CFDA產品注冊證2項，核心技術獲得國際和國內發明專利不

28、少于10項（國際專利不少于3項）。支持年限：2017-2020年擬支持項目數：不超過2項有關說明：以企業為主體，產、學、研聯合申報,且其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于4:1。6 臨床及臨床轉化研究6.1新一代生物材料與植入器械的臨床及臨床轉化研究研究內容：針對不同類型的新一代組織器官修復和替代材料和個性化植入器械產品，提出植入器械的設計和要求，建立臨床試驗評價及術后跟蹤統計分析的模型和方法，開展臨床前試驗、制定和實施植入手術方案，建立臨床手術規范，提供文本和音像示范資料。重點進行下述3類產品臨床及臨床轉化研究：1.組織誘導性生物材料和植入器械；2.

29、含活體細胞的組織工程化及3D打印產品；3.介入治療產品。考核指標：建立上述3類產品等臨床試驗評價及術后跟蹤分析模型的原則性要求；實施并完成研發臨床試驗，形成相關產品的臨床手術技術方案，提供示范性手術規范和視頻資料。支持年限：2017-2020年支持項目數：每類產品1-2項有關說明：其他經費(包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等)與中央財政經費比例不低于1:1。7 典型示范工程7.1 培育專項實施的示范典型研究內容：結合國際高集中度、多元化生產的超大型生物材料企業發展經驗，探索具有我國特色的，以創新驅動為核心，產、學、研、醫、金（融）結合，全創新鏈一體化發展生物材料科學與產業的新模式，包括：國際一流開放性生物材料科技創新及轉化平臺的構建；轉化創新平臺成果和先進技術的新一代生物材料產業體