中國科學院寧波材料技術與工程研究所近日傳出消息，該所生物醫用高分子材料團隊針對世界人工關節材料發展存在的難題和我國人工關節產業發展需求，開發了一系列具有高強度和韌性、低磨損速率、不氧化、抗氧化、抗生物侵蝕等突出性能的新材料。

　　研究人員通過采用新型抗氧化劑，有效地阻斷聚乙烯的氧化通路，抑制了分子鏈的氧化降解。與國外最先進的維生素E穩定的交聯聚乙烯相比，新材料在極端加速老化條件下，經過更長時間才開始氧化，而且材料的強度和韌性均優于國外同類材料。在此基礎上，研究人員結合輻照交聯技術，將超高相對分子質量聚乙烯的磨損速率降低了80%以上，達到國外報道的同類產品的最好水平。

　　據了解，在臨床應用中，生物材料須耐受人體環境長期生物侵蝕的挑戰。例如，關節滑液中的不飽和脂質體可能導致高交聯聚乙烯氧化。生物醫用高分子材料團隊模擬關節滑液成分，在體外構建了模擬生物侵蝕模型，檢驗新材料在生物侵蝕條件下的穩定性。研究結果表明，新型超高相對分子質量聚乙烯比現有其他同類材料具有更出色的抗生物侵蝕穩定性。

　　這些研究成果為開發具有自主知識產權的人工關節高分子新材料奠定了堅實的基礎，相關技術已經申請了系列發明專利，部分已獲得授權。

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　　目前全球人工關節需求迅猛增長，美國平均每年人工關節消費量超過100萬套，產值超過100億美元。據測算，我國人工關節潛在需求量超過300萬套，2013年實際消費量約30萬套，僅為1/10，市場潛力巨大。
　　與我國巨大的潛在市場極不相稱的是，我國人工關節材料技術研究較少，還沒有自主開發的材料產品，關鍵的高分子材料完全依賴進口，進口人工關節占市場份額60%左右。我國人工關節產業保持年均15%~20%的高速發展，而關鍵材料的開發是發展的核心問題。
　　自20世紀60年代以來，超高相對分子質量聚乙烯一直是最重要的人工關節材料，基于金屬—聚乙烯或陶瓷—聚乙烯的人工關節性價比高，占全球人工關節市場的70%以上。人工關節臨床使用壽命通常為15~20年，甚至更長，對聚乙烯材料的耐磨損、強度和抗疲勞、抗氧化與抗生物侵蝕等性質提出了非常高的要求。在過去20多年里，歐美國家陸續發展了高交聯超高相對分子質量聚乙烯和維生素E穩定的高交聯超高相對分子質量聚乙烯，大大地減少了磨損及相關的并發癥。但如何解決材料的強度、韌性、耐磨損、抗氧化等難題，仍是學術界和產業界面臨的重大挑戰。