生物醫(yī)用材料發(fā)展現(xiàn)狀精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生物醫(yī)用材料發(fā)展現(xiàn)狀，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

一、生物醫(yī)用高分子材料的特點(diǎn)

生物醫(yī)用高分子材料是一種聚合物材料，主要用于制造人體內(nèi)臟、體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械。按照來源的不同，生物醫(yī)用高分子材料可以分為天然生物高分子材料和合成生物高分子材料2種。前者是自然界形成的高分子材料，如纖維素、甲殼素、透明質(zhì)酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；后者主要通過化學(xué)合成的方法加以制備，常見的有合聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。按照材料的性質(zhì)，生物醫(yī)用高分子材料可以分為非降解材料和降解材料。前者主要包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，芳香聚酯、聚硅氧烷等；后者包括聚乙烯亞胺—聚氨基酸共聚物、聚乙烯亞胺—聚乙二醇—聚（β-胺酯）共聚物、聚乙烯亞胺—聚碳酸酯共聚物等。

生物醫(yī)用高分子材料作為植入人體內(nèi)的材料，必須滿足人體內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境，因此對材料的性能有著嚴(yán)格的要求。首先，材料不能有毒性，不能造成畸形；其次，生物相容性比較好，不能與人體產(chǎn)生排異反應(yīng)；第三，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，不容易分解；第四，具備一定的物理機(jī)械性能；第五，比較容易加工；最后，性價比適宜。其中最關(guān)鍵的性能是生物相容性。

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）的解釋，生物相容性是指非活性材料進(jìn)入后，生命體組織對其產(chǎn)生反應(yīng)的情況。當(dāng)生物材料被植入人體后，生物材料和特定的生物組織環(huán)境相互產(chǎn)生影響和作用，這種作用會一直持續(xù)，直到達(dá)到平衡或者植入物被去除。生物相容性包括組織相容性、細(xì)胞相容性和血液相容性。

二、生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展歷史

人類對生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用經(jīng)過了漫長的階段。根據(jù)記載，公元前3500年，古埃及人就用棉花纖維和馬鬃縫合傷口，此后到19世紀(jì)中期，人類還主要停留在使用天然高分子材料的階段；隨后到20世紀(jì)20年代，人類開始學(xué)會對天然高分子材料進(jìn)行改性，使之符合生物醫(yī)學(xué)的要求；再后來人類開始嘗試人工合成高分子材料；20世紀(jì)60年代以來，生物醫(yī)用高分子材料得到了飛速發(fā)展和廣泛的普及。1949年，美國就率先發(fā)表了研究論文，在文中第1次闡述了將有機(jī)玻璃作為人的頭蓋骨、關(guān)節(jié)和股骨，將聚酰胺纖維作為手術(shù)縫合線的臨床應(yīng)用情況，對醫(yī)用高分子的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。這被認(rèn)為是生物醫(yī)用高分子材料的開端。

在20世紀(jì)50年代，人類發(fā)現(xiàn)有機(jī)硅聚合物功能多樣，具有良好的生物相容性（無致敏性和無刺激性），之后有機(jī)硅聚合物被大量用于器官替代和整容領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展，20世紀(jì)60年代，美國杜邦公司生產(chǎn)出了熱塑性聚氨酯，這種材料的耐屈撓疲勞性優(yōu)于硅橡膠，因此在植入生物體的醫(yī)用裝置及人工器官中得到了廣泛應(yīng)用。隨后人工尿道、人工食道、人工心臟瓣膜、人工心肺等器官先后問世。生物醫(yī)用高分子材料也從此走上快速發(fā)展的道路。

三、生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀、前景和趨勢

據(jù)相關(guān)研究調(diào)查顯示，我國生物醫(yī)用高分子材料研制和生產(chǎn)發(fā)展迅速。隨著我國開始慢慢進(jìn)入老齡化社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的逐步提高，植入性醫(yī)療器械的需求日益增長，對生物醫(yī)用高分子材料的需求也將日益旺盛。2015年1月28日，中國醫(yī)藥物資協(xié)會的《2014中國單體藥店發(fā)展?fàn)顩r藍(lán)皮書》顯示，2014全年全國醫(yī)療器械銷售規(guī)模約2556億元，比2013年度的2120億元增長了436億元，增長率為20.06%。但是相比于醫(yī)藥市場總規(guī)模（預(yù)計(jì)為13326億元）來說，醫(yī)藥和醫(yī)療消費(fèi)比為1∶0.19還略低，因此業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，醫(yī)療器械仍然還有較廣闊的成長空間，生物醫(yī)用高分子材料也將迎來良好的發(fā)展前景。

根據(jù)evaluateMedTech公司基于全球300家頂尖醫(yī)療器械生產(chǎn)商的公開數(shù)據(jù)而得出的報告《2015-2020全球醫(yī)療器械市場》預(yù)測，2020年全球醫(yī)療器械市場將達(dá)到4775億美元，2016-2020年間的復(fù)合年均增長率為4.1%。世界醫(yī)療器械格局的前6大領(lǐng)域包括：診斷、心血管、影像大型設(shè)備、骨科、眼科、內(nèi)窺鏡，其中生物醫(yī)用高分子材料在其中都得到了廣泛的應(yīng)用。

以往的醫(yī)學(xué)研究對組織和器官的修復(fù)，更多是選擇一種替代品，實(shí)現(xiàn)原有組織和器官的部分功能。隨著再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞技術(shù)的迅速發(fā)展，利用生物技術(shù)再生和重建器官、個性化治療和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為趨勢。因此傳統(tǒng)的生物醫(yī)藥高分子材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的需求，需要模擬生物的結(jié)構(gòu)，恢復(fù)和改進(jìn)生物體組織與器官的功能，最終實(shí)現(xiàn)器官和組織的再生，這也是生物醫(yī)用高分子材料未來的發(fā)展方向。

生物醫(yī)用高分子材料在醫(yī)療器械領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在人工器官、醫(yī)用塑料和醫(yī)用高分子材料3個領(lǐng)域。

1.人工器官

人工器官指的是能植入人體或能與生物組織或生物流體相接觸的材料；或者說是具有天然器官組織或部件功能的材料，如人工心瓣膜、人工血管、人工腎、人工關(guān)節(jié)、人工骨、人工肌腱等，通常被認(rèn)為是植入性醫(yī)療器械。人工器官主要分為機(jī)械性人工器官、半機(jī)械性半生物性人工器官、生物性人工器官3種。第1種是指用高分子材料仿造器官，通常不具有生物活性；第2種是指將電子技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合；第3種是指用干細(xì)胞等純生物的方法，人為“制造”出器官。目前生物醫(yī)用高分子材料主要應(yīng)用在第1種人工器官中。

目前，植入性醫(yī)療器械中骨科占據(jù)約為38%的市場份額；隨后是心血管領(lǐng)域的36%；傷口護(hù)理和整形外科分別為8%左右。人工重建骨骼在骨科產(chǎn)品市場中占據(jù)了超過31%的市場份額，主要產(chǎn)品是人工膝蓋，人工髖關(guān)節(jié)以及骨骼生物活性材料等，主要應(yīng)用的生物醫(yī)用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增強(qiáng)聚乳酸、自增強(qiáng)聚乙醇酸等。心血管產(chǎn)品市場中支架占據(jù)了一半以上的市場份額，此外還有周邊血管導(dǎo)管移植、血管通路裝置和心跳節(jié)律器等。

目前各國都認(rèn)識到了人工器官的重要價值，加大了研發(fā)力度，取得了一些進(jìn)展。2015年，美國康奈爾大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種輕量級的柔性材料，并準(zhǔn)備將其用于創(chuàng)建一個人工心臟。在我國，3D打印人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）注冊批準(zhǔn)，這也是我國首個3D打印人體植入物。

人工器官未來發(fā)展趨勢是誘導(dǎo)被損壞的組織或器官再生的材料和植入器械。人工骨制備的發(fā)展趨勢是將生物活性物質(zhì)和基質(zhì)物質(zhì)組合到一起，促進(jìn)生物活性物質(zhì)的黏附、增殖和分化。血管生物支架的發(fā)展趨勢是聚合物共混技術(shù)，如海藻酸鈉/殼聚糖、膠原/殼聚糖、膠原/瓊脂糖、殼聚糖/明膠、殼聚糖/聚己內(nèi)酯、聚乳酸/聚乙二醇等體系。

2.醫(yī)用塑料

醫(yī)用塑料，主要用于輸血輸液用器具、注射器、心導(dǎo)管、中心靜脈插管、腹膜透析管、膀胱造瘺管、醫(yī)用粘合劑以及各種醫(yī)用導(dǎo)管、醫(yī)用膜、創(chuàng)傷包扎材料和各種手術(shù)、護(hù)理用品等。注塑產(chǎn)品是醫(yī)用塑料制品當(dāng)中產(chǎn)量最大的品種。與普通塑料相比，醫(yī)用塑料要求比較高，嚴(yán)格限制了單體、低聚物、金屬離子的殘留，對于原材料的純度要求很高，對加工設(shè)備的要求也非常嚴(yán)格，在加工和改性過程中避免使用有毒助劑，通常具有表面親水、抗凝血等特殊功能。常用醫(yī)用塑料包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、熱塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等。

目前醫(yī)用塑料市場約占全球醫(yī)療器械市場的10%，并保持著每年7%～12%的年均增長率。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，美國每人每年在醫(yī)用塑料領(lǐng)域消費(fèi)額為300美元，而我國只有30元，由此可見醫(yī)用塑料在我國的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?/p>

我國醫(yī)用塑料制品產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了長足的進(jìn)步。中國醫(yī)藥保健品進(jìn)出口商會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年上半年，紗布、繃帶、醫(yī)用導(dǎo)管、藥棉、化纖制一次性或醫(yī)用無紡布物服裝、注射器等一次性耗材和中低端診斷治療器械等成為我國醫(yī)療器械的出口大戶。但是也必須清醒地認(rèn)識到，我國的醫(yī)用塑料發(fā)展水平還比較落后。醫(yī)用塑料的原料門類不全、生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范、新技術(shù)和新產(chǎn)品的創(chuàng)新能力薄弱，導(dǎo)致一些高端原料導(dǎo)致國內(nèi)所需的高端產(chǎn)品原料還主要靠進(jìn)口。

目前各國都認(rèn)識到了醫(yī)用塑料的重要價值，加大了研發(fā)力度，取得了一些進(jìn)展。2015年，英國倫敦克萊蒙特診所率先開展了塑膠晶狀體移植手術(shù)，不僅可以治療遠(yuǎn)視眼或近視眼，還可以恢復(fù)患有白內(nèi)障和散光者的視力；住友德馬格公司推出一種聚甲醛（POM）齒輪微注塑設(shè)備，在新型白內(nèi)障手術(shù)器械中具有重要作用；美國美利肯公司開發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，可使非處方藥和保健品塑料瓶的抗?jié)裥院涂寡趸蕴岣?0%；MHT模具與熱流道技術(shù)公司開發(fā)出了PET血液試管，質(zhì)量不足4g，優(yōu)于玻璃試管；Rollprint公司與TOPAS先進(jìn)高分子材料公司合作，采用環(huán)烯烴共聚物作為聚丙烯腈樹脂的替代品，以滿足苛刻的醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)；美國化合物生產(chǎn)商特諾爾愛佩斯推出了一款硬質(zhì)PVC，以取代透明醫(yī)療零部件中用到的PC材料，如連接器、止回閥、Y接頭、套管、魯爾接口配件、過濾器、滴注器和蓋子，以及樣本容器。

未來醫(yī)用塑料的發(fā)展趨勢是開發(fā)可耐多種消毒方式的醫(yī)用塑料，改善現(xiàn)有醫(yī)用塑料的血液相容性和組織相容性，開發(fā)新型的治療、診斷、預(yù)防、保健用塑料制品等。

3.藥用高分子材料，

藥用高分子材料在現(xiàn)代藥物制劑研發(fā)及生產(chǎn)中扮演了重要的角色，在改善藥品質(zhì)量和研發(fā)新型藥物傳輸系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。藥用高分子材料的應(yīng)用主要包括2個方面：用于藥品劑型的改善以及緩釋和靶向作用，此外還可以合成新的藥物。

藥物緩釋技術(shù)是指將衣物表面包裹一層醫(yī)用高分子材料，使得藥物進(jìn)入人體后短時間內(nèi)不會被吸收，而是在流動到治療區(qū)域后再溶解到血液中，這時藥物就可以最大限度的發(fā)揮作用。藥物緩釋技術(shù)主要有貯庫型（膜控制型）、骨架型（基質(zhì)型）、新型緩控釋制劑（口服滲透泵控釋系統(tǒng)、脈沖釋放型釋藥系統(tǒng)、pH敏感型定位釋藥系統(tǒng)、結(jié)腸定位給藥系統(tǒng)等）。

貯庫型制劑是指在藥物外包裹一層高分子膜，分為微孔膜控釋系統(tǒng)、致密膜控釋系統(tǒng)、腸溶性膜控釋系統(tǒng)等，常用的高分子材料有丙烯酸樹脂、聚乙二醇、羥丙基纖維素、聚維酮、醋酸纖維素等。骨架型制劑是指向藥物分散到高分子材料形成的骨架中，分為不溶性骨架緩控釋系統(tǒng)、親水凝膠骨架緩控釋系統(tǒng)、溶蝕性骨架緩控釋系統(tǒng)，常用的高分子材料有無毒聚氯乙烯、聚乙烯、聚氧硅烷、甲基纖維素、羥丙甲纖維素、海藻酸鈉、甲殼素、蜂蠟、硬脂酸丁酯等。

我國的高分子基礎(chǔ)研究處于世界一流，但是藥用高分子的應(yīng)用發(fā)展相對滯后，品種不夠多、規(guī)格不完整、質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致制劑研發(fā)能力與國際產(chǎn)生差距。國內(nèi)市場規(guī)模前10大種類分別為明膠膠囊、蔗糖、淀粉、薄膜包衣粉、1，2-丙二醇、PVP、羥丙基甲基纖維素（HPMC）、微晶纖維素、HPC、乳糖。高端藥用高分子材料幾乎全部依賴進(jìn)口。專業(yè)藥用高分子企業(yè)則存在規(guī)模小、品種少、技術(shù)水平低、研發(fā)投入少的問題。

目前，藥物劑型逐步走向定時、定位、定量的精準(zhǔn)給藥系統(tǒng)，考慮到醫(yī)用高分子材料所具備的優(yōu)異性能，將會在這一發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。未來發(fā)展趨勢是開發(fā)生物活性物質(zhì)（疫苗、蛋白、基因等）靶向控釋載體。

四、結(jié)語

雖然生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但是，隨著臨床應(yīng)用的不斷推廣，也暴露出不少問題，主要表現(xiàn)出功能有局限、免疫性不好、有效時間不長等問題。如植入血管支架后，血管易出現(xiàn)再度狹窄的情況；人工關(guān)節(jié)有效期相對較短，之所以出現(xiàn)這些問題，主要原因是人體與生俱來的排異性。

生物醫(yī)用高分子材料隸屬于醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展備受政策支持。國務(wù)院于2015年5月印發(fā)的《中國制造2025》明確指出，大力發(fā)展生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械，重點(diǎn)發(fā)展全降解血管支架等高值醫(yī)用耗材，以及可穿戴、遠(yuǎn)程診療等移動醫(yī)療產(chǎn)品。可以預(yù)見，在未來20～30年，生物醫(yī)用高分子材料就會迎來新一輪的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]奚廷斐.生物醫(yī)用材料現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].中國醫(yī)療器械信息，2006（5）：1-4.

[2]張真，盧曉風(fēng).生物材料有效性和安全性評價的現(xiàn)狀與趨勢[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)，2002，19（1）：117-121.

[3]董亮，何星.生物醫(yī)用復(fù)合材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].世界復(fù)合醫(yī)學(xué)，2015（4）：340-342.

[4]奚廷斐.我國生物醫(yī)用材料現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].中國醫(yī)療器械信息，2013（8）：1-5.

[5]中國組織工程研究與臨床康復(fù).中國生物醫(yī)用材料研究領(lǐng)域的問題及對策[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù)，2011（34）：186.

[6]胡幗穎，張志雄，溫葉飛，等.組織工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢（三）——組織工程用生物材料的研究[J].透析與人工器官，2009（3）：9-27.

[7]張鎮(zhèn)，王本力.我國生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2015（3）：2-5.

[8]章俊，胡興斌，李雄.生物醫(yī)用高分子材料在醫(yī)療中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)院建筑與裝備，2008（1）：30-35.

[9]梅建國，莊金秋，湯少偉，等.生物醫(yī)用高分子材料的生物相容性及其表面改性技術(shù)[J].材料導(dǎo)報，2014，28（19）：139-142.

[10]黃瓊儉，徐益.生物醫(yī)用高分子材料在藥物控釋系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)世界，2013（2）：82-82.

[11]吳桐.淺談幾種生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用[J].科技資訊，2011（29）：52-52.

[12]王建營，朱治國，孫家躍，等.聚醚醚酮人造骨關(guān)節(jié)材料研究[J].化學(xué)世界，2004，45（1）：53-54.

[13]高茜斐.生物塑料發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].廣東化工，2015，42（15）：87-88.

[14]龍先鵬.淺析我國生物塑料前景[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（14）：96-96.

[15]全球醫(yī)藥塑料產(chǎn)量及潛力巨大[J].國外塑料，2013（9）：69-69.

篇2

生物材料產(chǎn)業(yè)概況

生物材料的定義

生物材料也叫生物醫(yī)用材料，是一種植入生命系統(tǒng)內(nèi)或與生命系統(tǒng)相結(jié)合而設(shè)計(jì)的物質(zhì)，它與生命體不起藥理反應(yīng)。主要用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、檢查及治療疾患等醫(yī)療、保健等領(lǐng)域，能執(zhí)行、增進(jìn)或替換因疾病、損傷等失去的某種功能或能恢復(fù)缺陷部位，其作用藥物不可替代。

生物材料的發(fā)展已經(jīng)有非常長的歷史，自人類認(rèn)識了解材料起，就有了生物材料端倪。有學(xué)者依據(jù)生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展歷史及材料本身的特點(diǎn)，將已有的材料分為三代，它們各自都有自己明顯的特點(diǎn)和發(fā)展時期，代表了生物醫(yī)學(xué)材料發(fā)展的不同水平，如圖1所示。

生物材料的分類

當(dāng)今社會醫(yī)學(xué)水平的提高以及人類生活質(zhì)量的改善，大大促進(jìn)了生物材料的發(fā)展，生物材料應(yīng)用廣泛，品種眾多，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，生物材料可以分為見表1。

Two

國內(nèi)外生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

生物材料產(chǎn)品的研究與開發(fā)不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益又兼有重大的社會效益。隨著人類文明進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的快速增長，人類更加注重生活品質(zhì)，更加注重康復(fù)和保健，這給予生物材料產(chǎn)業(yè)龐大的市場。與此同時，交通工具大量涌現(xiàn)，生活節(jié)奏加快，這給疾病、自然災(zāi)害、意外事故的發(fā)生提供了溫床。因此，發(fā)展用于人體組織和器官再生與修復(fù)的生物醫(yī)用材料具有重大社會效益。

國際生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

國際社會日益重視生物材料的研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。生物材料的研究和產(chǎn)業(yè)化對社會和經(jīng)濟(jì)的重大作用正日益受到各國政府、產(chǎn)業(yè)界和科學(xué)界的高度重視，其研究與開發(fā)被許多國家列入高技術(shù)關(guān)鍵新材料發(fā)展計(jì)劃，并迅速成為國際高技術(shù)制高點(diǎn)之一。美國國防部將生物材料列入5 種高技術(shù)關(guān)鍵新材料發(fā)展規(guī)劃。德國、日本、加拿大、法國、澳大利亞及韓國等國家和地區(qū)紛紛公布自己的生物材料研究計(jì)劃及巨額投資來吸引人才或引導(dǎo)投資，以期能夠在此領(lǐng)域內(nèi)的世界性競爭中占一席之地。目前，美國、西歐、澳大利亞和日本均組建了10余個高級別多學(xué)科交叉的國家生物材料與工程中心。

生物材料產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)地位日益提高，有望成為本世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。近年來，世界生物材料市場發(fā)展勢頭更為迅猛，其發(fā)展態(tài)勢可與信息、汽車產(chǎn)業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)中的地位相比。全球生物材料市場規(guī)模迅猛擴(kuò)張，其中1995年至2010年期間，全球生物材料市場規(guī)模增長了19倍，達(dá)到了4000億美元。

就市場需求面而言，主要市場增長動力來自于歐、美、日等國家老年人口數(shù)目提升及慢性疾病問題逐漸增加，對于人工關(guān)節(jié)等骨科應(yīng)用及心臟支架等心血管應(yīng)用的需求持續(xù)攀升，預(yù)期未來市場將仍維持穩(wěn)定成長趨勢。同時由于全球生醫(yī)材料的應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展、產(chǎn)品技術(shù)的改良和人們對生物材料產(chǎn)品接受度的逐漸提升，也是促使生物材料市場需求和提升市場規(guī)模的主要推動力。預(yù)計(jì)在不久的將來生物醫(yī)用材料及其制品產(chǎn)業(yè)成為本世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的一個支柱性產(chǎn)業(yè)。

國內(nèi)生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國生物材料產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)80年代初期，到現(xiàn)在為止，仍然屬于起步階段。我國生物醫(yī)用材料研制和生產(chǎn)迅速發(fā)展，初具規(guī)模，已經(jīng)成為一個新興產(chǎn)業(yè)，總產(chǎn)值的增長率遠(yuǎn)高于國民經(jīng)濟(jì)平均發(fā)展速度。從上世紀(jì)90年代到2011年，我國生物產(chǎn)業(yè)年均增長均超過20%。然而，我國生物材料產(chǎn)業(yè)所占全球生物材料市場份額較低，最高時僅占2%左右。

我國生物材料發(fā)展起步晚，發(fā)展基礎(chǔ)薄弱。由于我國生物材料研究和產(chǎn)業(yè)化起步較晚，導(dǎo)致我國在生物材料市場全球競爭中失去先機(jī)。目前，我國生物材料企業(yè)產(chǎn)品沒有自己的專有產(chǎn)品和自主知識產(chǎn)權(quán)，生產(chǎn)的產(chǎn)品大都屬于在國外技術(shù)非常成熟且國外廠商并不愿意生產(chǎn)的初級產(chǎn)品。同時由于生產(chǎn)技術(shù)裝備、管理與操作工素質(zhì)等因素，導(dǎo)致目前我國生產(chǎn)的生物材料質(zhì)量一直處于中低檔水平，鮮見有高質(zhì)量的國產(chǎn)生物材料。由于我國生物材料質(zhì)量問題，我國生物材料與制品約有70%～80%需要進(jìn)口，且我國生物材料和制品所占世界市場份額不足1.5%。

我國政府日益重視生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2006年國務(wù)院的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》不僅將生物技術(shù)作為科技發(fā)展的5個戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，同時在基礎(chǔ)研究等方面也給予了高度重視。2010年9月通過的《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》也將生物產(chǎn)業(yè)列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并明確指出要求“加快先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)用材料等生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)規(guī)模化發(fā)展”。在2011年7月科技部的《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中第四部分“四、大力培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”也明確指出要大力發(fā)展包括生物材料在內(nèi)的生物產(chǎn)業(yè)。

我國生物材料產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。據(jù)民政部門報告，我國現(xiàn)有的肢體不健全患者已超過1500萬個，其中肢殘患者約800萬個；由類風(fēng)濕引發(fā)的大骨節(jié)病患者有數(shù)百萬；冠心病患者已超過1000萬個；白內(nèi)障盲人約500萬個；牙缺損和牙缺失患者高達(dá)3億～4億人；肝炎病毒攜帶者1.2億人；心血管病患者2000萬人；需計(jì)劃生育的育齡婦女2000萬人；伴隨人口老齡化（60歲以上的老年人口已達(dá)1.39億人，約占全國人口的10.69%） 的骨質(zhì)疏松患者7000萬人；每年由于疾病、交通事故和運(yùn)動創(chuàng)傷等造成的骨缺損和缺失患者人數(shù)近1000萬人；需要進(jìn)行顱頜面等整形的人數(shù)有數(shù)千萬人。這還不包括數(shù)目龐大的各類軟組織、血液和器官疾病患者人數(shù)。

上述疾病的治療均需要生物材料，從而為生物材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了巨大的市場。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2008年，包括生物材料在內(nèi)的生物行業(yè)總產(chǎn)值就已經(jīng)突破8000億元人民幣。在“十二五”發(fā)展熱點(diǎn)研討會上，中國工程院院士張興棟表示，生物醫(yī)學(xué)材料的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都處于起步階段，并在不斷變革之中，我國生物醫(yī)學(xué)材料市場正處于“井噴”前夕，前景比較廣闊；保守估計(jì)，到2015年，將實(shí)現(xiàn)銷售額200億美元，同期國際市場份額為6.2%，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)收入將達(dá)600億美元。

Three

濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力不強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，尚處于起步階段。但關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)如生物醫(yī)藥、新材料均是濱海新區(qū)核心產(chǎn)業(yè)，有一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；南開大學(xué)、天津大學(xué)以及生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院等科研實(shí)力雄厚的教學(xué)與研究機(jī)構(gòu)在生物醫(yī)藥、新材料等領(lǐng)域都有很強(qiáng)的科研實(shí)力，這對濱海新區(qū)今后發(fā)展生物材料產(chǎn)業(yè)提供了可能。由此可見，雖然濱海新區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀不盡人意，但是具有很大的市場發(fā)展?jié)摿Α?/p>

濱海新區(qū)研發(fā)能力不強(qiáng)，研究領(lǐng)域處于空白

根據(jù)布局在濱海新區(qū)的研究院所、高等院校等創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的研究方向發(fā)現(xiàn)，濱海新區(qū)雖然擁有國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院、中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所、南開大學(xué)泰達(dá)學(xué)院、天津大學(xué)濱海工業(yè)研究院以及天津科技大學(xué)等生物領(lǐng)域的研究與教學(xué)機(jī)構(gòu)，但對于生物材料或生物醫(yī)學(xué)工程相關(guān)的研究基本處于空白。雖然南開大學(xué)和天津大學(xué)在生物材料領(lǐng)域科技成果產(chǎn)出較多，有較強(qiáng)的科研能力，但相關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)基本分布在市內(nèi)的校區(qū)，輻射濱海新區(qū)的能力有限。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、企業(yè)數(shù)量偏少

濱海新區(qū)擁有生物材料領(lǐng)域的企業(yè)較少，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，企業(yè)分布也較分散，沒有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。天津世紀(jì)康泰生物醫(yī)學(xué)工程有限公司（原天津泰達(dá)生物醫(yī)學(xué)工程股份有限公司）和天津國韻生物材料有限公司是濱海新區(qū)為數(shù)不多的生物材料公司。世紀(jì)康泰主要產(chǎn)品為人工晶體系列產(chǎn)品，而國韻生物材料主要產(chǎn)品則是可完全生物降解的生物基高分子材料聚羥基烷酸酯（PHA）及其應(yīng)用產(chǎn)品，雖同屬濱海新區(qū)但產(chǎn)品相關(guān)度低，再加上濱海新區(qū)相關(guān)企業(yè)稀少，無法形成有力的產(chǎn)業(yè)發(fā)展合力。

政策支持乏力，濱海新區(qū)相關(guān)政策處于真空狀態(tài)

天津市有關(guān)支持生物材料發(fā)展的政策，僅有《天津市中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中，在生物醫(yī)藥及工程技術(shù)領(lǐng)域提到“醫(yī)用納米生物材料與技術(shù)，骨科植入材料和醫(yī)用塑料技術(shù)與產(chǎn)品；”和新材料和納米技術(shù)領(lǐng)域中提到“生物醫(yī)學(xué)材料重點(diǎn)發(fā)展可控生物降解材料，具有天然生理功能的人工器官和組織工程材料，環(huán)境響應(yīng)醫(yī)用材料，研究材料的生物相容性及其評價方法。”，后續(xù)具體的支持政策沒有出臺，僅停留在規(guī)劃層面。甚至在濱海新區(qū)十二五規(guī)劃中也沒有體現(xiàn)支持生物材料產(chǎn)業(yè)或生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容。

Four

濱海新區(qū)應(yīng)對策略

結(jié)合濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的起步晚、研發(fā)能力不強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱等問題，提出以下建議。

加強(qiáng)原始創(chuàng)新研究，重點(diǎn)突破

當(dāng)前，濱海新區(qū)生物材料領(lǐng)域原始創(chuàng)新能力偏低，原始創(chuàng)新研究成果稀少。為改變這一局面，建議一是根據(jù)“自主創(chuàng)新，重點(diǎn)跨越，支撐發(fā)展，引領(lǐng)未來”科技工作的指導(dǎo)方針，以市場需求為導(dǎo)向，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢、關(guān)系國計(jì)民生的關(guān)鍵領(lǐng)域，從濱海新區(qū)企業(yè)的緊迫需求出發(fā)，著力突破重大關(guān)鍵、共性技術(shù)，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。二是積極推進(jìn)企業(yè)、高校、科研院所的“產(chǎn)、學(xué)、研”合作，結(jié)合實(shí)際形勢，積極研發(fā)新產(chǎn)品，推動產(chǎn)品升級換代，提高產(chǎn)品附加值。

整合研究機(jī)構(gòu)，協(xié)同創(chuàng)新

根據(jù)研究基礎(chǔ)、領(lǐng)域需求，整合研究機(jī)構(gòu)和共享研究資源，避免散兵游勇獨(dú)立作戰(zhàn)，既可以避免重復(fù)研究，使科研長期處于低水平，也可以促進(jìn)資源共享，提高研究水平，開發(fā)出更多附加值更高的產(chǎn)品，共同推動研究工作健康發(fā)展；理順、構(gòu)建材料合成與選擇、體外實(shí)驗(yàn)、動物實(shí)驗(yàn)、臨床實(shí)驗(yàn)等不同階段的試驗(yàn)流程，避免因好的材料由于各種試驗(yàn)不能按計(jì)劃完成導(dǎo)致無法報批形成產(chǎn)業(yè)化而造成不必要的損失；嚴(yán)格、規(guī)范和簡化報批程序，鼓勵跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的科技人員協(xié)同創(chuàng)新，重視基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接，重視技術(shù)集成。

注重科技招商，填補(bǔ)空白

針對濱海新區(qū)生物材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)的問題，濱海新區(qū)應(yīng)加大科技招商工作力度，以填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)空白為目標(biāo)，以國家生物醫(yī)藥國際創(chuàng)新園、天津國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院、中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所、南開大學(xué)泰達(dá)學(xué)院、天津大學(xué)濱海工業(yè)研究、天津科技大學(xué)等創(chuàng)新機(jī)構(gòu)和濱海新區(qū)生物醫(yī)藥科技企業(yè)孵化轉(zhuǎn)化載體、科技園區(qū)、科技企業(yè)孵化器、大學(xué)科技園等招商載體為招商引智平臺，有針對地吸引技術(shù)能力突出、產(chǎn)品競爭能力強(qiáng)的生物材料企業(yè)和海內(nèi)外高端人才來濱海新區(qū)落戶，以期可以填補(bǔ)濱海新區(qū)產(chǎn)業(yè)技術(shù)空白，加速濱海新區(qū)生物材料產(chǎn)業(yè)全鏈條的形成。

整合社會資源，推動科技成果在濱海新區(qū)轉(zhuǎn)化

建議由合適的組織或機(jī)構(gòu)搭設(shè)風(fēng)險投、融資平臺，健全、完善風(fēng)險投資體系，結(jié)合生物材料產(chǎn)業(yè)化須經(jīng)歷小試、中試、工業(yè)試驗(yàn)、市場開拓、 壟斷期生產(chǎn)、穩(wěn)定生產(chǎn)期和衰退期等7個階段的特點(diǎn)全程跟蹤，積極促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化；加大共性技術(shù)研究與共享，尤其是重大攻關(guān)技術(shù)。重視高水平公共技術(shù)平臺建設(shè)，成立生物材料技術(shù)研究、開發(fā)的國家級、市級的公共技術(shù)平臺、合作研究平臺和技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺以及人才培養(yǎng)的基地。

篇3

一、目標(biāo)任務(wù)

向社會各界宣傳衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，溝通各單位政風(fēng)行風(fēng)建設(shè)情況，交流行評活動有關(guān)信息，征求改進(jìn)工作的意見和建議，加強(qiáng)單位間的合作與監(jiān)督，進(jìn)一步提高衛(wèi)生行政效能，規(guī)范醫(yī)療服務(wù)行為，提升衛(wèi)生系統(tǒng)社會形象，促進(jìn)全市衛(wèi)生事業(yè)健康發(fā)展。

二、活動組織

第一組

帶隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)：

參與人員：

走訪單位：市委組織部、市委宣傳部、市委統(tǒng)戰(zhàn)部、市委政法委（綜治辦、維穩(wěn)辦）、市委編辦、市局、市委老干部局、市委市直機(jī)關(guān)工委、市委黨校、市總工會、團(tuán)市委、市婦聯(lián)、市科協(xié)、市殘聯(lián)、市工商聯(lián)、市文聯(lián)、市行政服務(wù)中心、市檔案局、市人防辦、市政府法制辦、市人力資源和社會保障局、市審計(jì)局、市建設(shè)局、市房地產(chǎn)管理局、市國土資源局、市環(huán)境保護(hù)局、市人口和計(jì)劃生育局

第二組

帶隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)：

參與人員：

走訪單位：市發(fā)展和改革局、市統(tǒng)計(jì)局、國家統(tǒng)計(jì)局調(diào)查隊(duì)、市物價局、市財(cái)政局、市國稅局、市地稅局、銀監(jiān)分局辦事處、市人民銀行、市中國銀行、市工商銀行、市農(nóng)業(yè)銀行、市農(nóng)業(yè)發(fā)展銀行、市建設(shè)銀行、中國人壽保險市支公司、中國人保財(cái)險市支公司、中華聯(lián)合財(cái)保支公司、天安保險支公司，市農(nóng)村信用合作聯(lián)社、市招商局、市經(jīng)濟(jì)和信息化局、市商務(wù)局、市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、市供電公司、市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、市交通局、市工商行政管理局、石油公司、市煙草專賣局、市食品藥品監(jiān)督管理局、市糧食局、市供銷社、市郵政局、中國電信分公司、中國移動公司分公司、中國聯(lián)通分公司

第三組

帶隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)：

參與人員：

走訪單位：市科技局、市教育局、市文化體育旅游局、市廣播電視局（臺）、市人民法院、市人民檢察院、市公安局、市司法局、市民政局、市水利局、市河道堤防管理局、市農(nóng)業(yè)局、市經(jīng)管局、市畜牧獸醫(yī)局、市水產(chǎn)局、市農(nóng)機(jī)辦、市林業(yè)局、市氣象局

第四組

由市衛(wèi)生局衛(wèi)生監(jiān)督局代表市衛(wèi)生局登門走訪市內(nèi)大中型企業(yè)、中央、省、市駐枝單位及部分大型賓館、酒店。

走訪單位：酒業(yè)股份有限公司、三寧化工股份有限公司、香青化肥有限公司、旺家紡織有限公司、華潤雪花啤酒有限公司、中冶重工機(jī)械有限公司、市偉燁面粉有限責(zé)任公司、勵創(chuàng)科技開發(fā)有限公司、山水化工有限公司、福興織業(yè)有限公司、綜藝包裝有限公司、南輝科技電子材料有限公司、奧美醫(yī)療用品有限公司、開元化工科技股份有限公司、市富源工貿(mào)有限公司、市凱達(dá)紡織有限責(zé)任公司、穩(wěn)健醫(yī)用紡織品有限公司、市宏盛油廠、帝元醫(yī)用材料有限公司、市東江制瓶有限責(zé)任公司、市炬塏紙業(yè)有限責(zé)任公司、市五星包裝有限責(zé)任公司、高格醫(yī)用材料有限公司、省楚天塑業(yè)有限公司、市華勝塑業(yè)有限責(zé)任公司、天盛紡織有限公司、市元港化工有限責(zé)任公司、市西水泥制品有限責(zé)任公司、長松金屬制品有限公司、市亞星許氏油脂化工有限責(zé)任公司、市奧利棉紡有限責(zé)任公司、市陽光飲料有限責(zé)任公司、市茂華油脂加工廠、市華威油脂加工廠、今貝生物科技有限公司、市朝陽紡織有限責(zé)任公司、湘宜水產(chǎn)品有限公司、市鴻新食品有限公司、天元罐業(yè)有限公司、市興海機(jī)構(gòu)設(shè)備制造有限公司、大江紡織有限責(zé)任公司、亞泰陶瓷有限責(zé)任公司、市隆華食品公司、強(qiáng)盛冷凍有限責(zé)任公司、市華威氯化鋅廠、寶力鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司、宜碩塑業(yè)有限公司、迅達(dá)科技股份有限公司、中國石化化肥廠、四O四廠、國際大酒店、貴枝花園酒店。

三、時間安排

五月上、中旬

篇4

關(guān)鍵詞：無機(jī)材料；新材料；發(fā)展趨勢

引言

傳統(tǒng)無機(jī)材料主要是工業(yè)以及基本建設(shè)所使用的基礎(chǔ)性的材料，對工業(yè)社會的發(fā)展也起到了積極促進(jìn)作用。通過從理論層面加強(qiáng)傳統(tǒng)無機(jī)材料以及新材料的研究分析，就能從更深層次了解新材料的發(fā)展應(yīng)用作用。

1 傳統(tǒng)無機(jī)材料的發(fā)展現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的無機(jī)材料主要有陶瓷、水泥、玻璃等類型。其中的水泥是應(yīng)用最為廣泛的無機(jī)材料，也是建筑材料之一。在水泥的生產(chǎn)工藝層面，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝也日益的完善化，在水泥的材料發(fā)展方面，主要就體現(xiàn)在高性能水泥基材料以及節(jié)能型水泥層面。高性能的水泥基材料的特點(diǎn)就是高強(qiáng)，降低空隙率以及對孔結(jié)構(gòu)和孔徑的分布改善下，就能加強(qiáng)其性能的強(qiáng)度。在改善其強(qiáng)度性能層面，主要能通過摻假超細(xì)活性硅材料以及纖維材料等[1]。在高強(qiáng)水泥的類型上比較多樣化，有浸漬水泥基材料類型，這就是通過高分子聚合物來對水泥漿體實(shí)施浸漬，這樣就能使得材料表現(xiàn)的比較密實(shí)，在水泥的抗壓強(qiáng)度也能提高。還有是MDF強(qiáng)度水泥，一種綜合性能優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度高達(dá)300MPa，抗折強(qiáng)度更高達(dá)的200MPa，在電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)和低溫使用性能方面也有某些性能的新型水泥制品。由于其自身的性能比較好，所以應(yīng)用各種管道，并且在體積以及電阻率性能上比較強(qiáng)，能夠代替陶瓷以及塑料的經(jīng)久耐用絕緣材料。對于節(jié)能型的水泥也是比較重要的無機(jī)材料類型，在節(jié)能型的水泥生產(chǎn)就是改變熟料礦物組成以及生產(chǎn)少熟料水泥的方式來實(shí)現(xiàn)的。

傳統(tǒng)無機(jī)材料當(dāng)中的陶瓷是比較重要的內(nèi)容，陶瓷主要就是指淘器和瓷器，并從廣義上來看，也包含著耐火材料以及磚瓦等。所以陶瓷這一概念也是各種無機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱。我國的陶瓷工業(yè)發(fā)展比較迅速，在新技術(shù)和新工藝的不斷應(yīng)用過程中，陶瓷的生產(chǎn)使用也逐漸的廣泛化，在質(zhì)量上能得到有效保證。在對陶瓷材料的性能和本質(zhì)的了解隨著時間的推移也更為深入，在研究材料的組分以及結(jié)構(gòu)的專業(yè)儀器支持下，對陶瓷的研究就比較深入[2]。在陶瓷的類型當(dāng)中，精細(xì)陶瓷是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)下的陶瓷型，采用了高度精選的原料，并有著能精確控制的化學(xué)組成進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，這樣就有著比較突出的特性。在精細(xì)陶瓷的類型當(dāng)中也有著諸多的類型，其中的電陶瓷以及高溫陶瓷等都是這一類。

傳統(tǒng)無機(jī)材料當(dāng)中的玻璃也是重要的一個類型，并有著比較悠久的歷史。傳統(tǒng)的玻璃材料和器皿工藝技術(shù)在當(dāng)前的新技術(shù)支持下已經(jīng)比較成熟化，玻璃新材料所包含的內(nèi)容比較多，有生物工程玻璃以及醫(yī)用玻璃等。玻璃作為無機(jī)非金屬材料當(dāng)中的重要產(chǎn)品，其和我國的日常生活有著緊密的聯(lián)系，每個人在生活中都會接觸到玻璃。玻璃在應(yīng)用的范圍上也比較廣泛，透明而質(zhì)硬，比較容易成型，價格也比較低廉，所以在生活當(dāng)中的應(yīng)用比較廣泛。玻璃行業(yè)的發(fā)展在當(dāng)前還存在著相應(yīng)的問題，主要就是品種比較少，裝備的水平還有待進(jìn)一步提高等。

2 新材料的發(fā)展趨勢探究

加強(qiáng)對新材料的應(yīng)用發(fā)展在當(dāng)前顯得比較重要，新材料和傳統(tǒng)的材料相比有著鮮明的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在性能上。新材料在人類的社會進(jìn)步以及高技術(shù)的發(fā)展當(dāng)中有著基礎(chǔ)作用和先導(dǎo)作用發(fā)揮，在國際上對材料技術(shù)和信息技術(shù)以及能源技術(shù)公認(rèn)的人類文明三大支柱，其中的新材料技術(shù)的發(fā)展在近些年比較迅速，主要是在科學(xué)技術(shù)的支持下，對新材料的發(fā)展起到了很大促進(jìn)作用[3]。新材料合成以及制造，都是通過利用極端條件作為基礎(chǔ)手段的，如超高壓以及超高溫等等，在對技術(shù)的要求上比較大。新材料的應(yīng)用也比較廣泛，例如高技術(shù)陶瓷就是新材料，在陶瓷的生產(chǎn)工藝當(dāng)中，在性能上以及應(yīng)用上都突破以及超越了傳統(tǒng)陶瓷的概念范疇。

新材料的應(yīng)用中，可用作敏感元件，新型無機(jī)材料和其所具有的全失電、壓電、半導(dǎo)、磁性能及對外界環(huán)境產(chǎn)生的敏感反應(yīng)等，使它可用作制造穩(wěn)定可靠的敏感元件或傳感器。新型無機(jī)材料的許多性能特征使它在結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域具有許多現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價值。它們的重要應(yīng)用領(lǐng)域包括切削工具，在各種惡劣環(huán)境下的耐磨材料，防彈等軍用材料，人工骨骼、牙齒等生物陶瓷材料，以及近年來頗能引起關(guān)注的陶瓷發(fā)動機(jī)材料等[4]。處在當(dāng)前的發(fā)展時代，技術(shù)的高速發(fā)展，這對新材料的生產(chǎn)應(yīng)用也提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，通過從多方面重視新材料的應(yīng)用，對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展就能起到積極促進(jìn)作用。

3 結(jié)束語

總而言之，傳統(tǒng)無機(jī)材料的發(fā)展下，在隨著新技術(shù)的應(yīng)用也對傳統(tǒng)材料有著改善，并創(chuàng)造了新的應(yīng)用材料，對無機(jī)材料的脆弱性的弱電能得到有效提高。在通過此次對無機(jī)材料的研究分析下，人們對其就會有更深的認(rèn)識。在新材料的應(yīng)用下，也能保障應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益水平提高，希望能通過此次理論研究，有助于實(shí)踐的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉縉.無機(jī)材料工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)探討[J].洛陽理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（03）.

[2]王樹刁.比色法在無機(jī)材料分析中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)[J].廣東建材，2014（08）.

[3]吳其勝，張少明，周勇敏，等.無機(jī)材料機(jī)械力化學(xué)研究進(jìn)展[J].材料科學(xué)與工程，2015（01）.

篇5

關(guān)鍵詞：生物基合成纖維；化學(xué)纖維；生物基單體

中圖分類號：TS102 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Development and Outlook of Bio-based Synthetic Fiber Monomers

Abstract： In recent years， developing environmental-friendly and high-performance bio-based synthetic fibers has become an important development direction of chemical fiber industry However， the preparation and large-scale production technology of monomer is the main bottleneck in the development of bio-based synthetic fibers in China. In this paper， the development status-quo of bio-based synthetic fiber monomers， such as PTT monomer 1，3-propanediol， PLA monomer lactic acid， PBS monomer 1，4-succinic acid， PA56 monomer1，5-pentamethylenediamine， etc.， at home and abroad was reviewed， and relevant suggestions on the development and application of bio-based fiber monomers were put forward.

Key words： bio-based synthetic fibers； chemical fibers； bio-based monomer

化石資源是一種不可再生資源，19世紀(jì)以來，隨著石油經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對化石能源及下游化工產(chǎn)品需求的不斷提升，導(dǎo)致全球石油資源日漸匱乏，并造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，以可再生生物質(zhì)資源為原料，開發(fā)環(huán)境友好的生物基化學(xué)品及材料，已經(jīng)成為世界各國實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。美國能源部（DOE）預(yù)計(jì)到2020年，來自植物等可再生資源的化學(xué)材料要增加到10%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模可達(dá)到千億元/年，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)。

生物基合成纖維是生物基化學(xué)纖維的一種，其制備過程為以生物質(zhì)為原料，經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化或生物轉(zhuǎn)化得到聚合單體，再通過加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)合成線型高分子化合物后經(jīng)紡絲工藝而得到的纖維材料。同傳統(tǒng)石油基化纖相比，生物基合成纖維具有環(huán)境友好、原料可再生、產(chǎn)品可生物降解以及使用性能優(yōu)良等特性，比如具有良好染色性的聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維（PTT）、吸濕排汗的生物基尼龍56纖維等，發(fā)展前景廣闊。

目前，中國作為世界最大的化纖生產(chǎn)國，2015年化纖產(chǎn)量達(dá)到4 843萬t，占世界化纖生產(chǎn)總量70%以上，但我國化纖工業(yè)90%產(chǎn)品依賴石油，用量最大的聚酯纖維原料總量60%以上依賴進(jìn)口，對外依存度高，不利于我國化纖產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。因此，大力發(fā)展生物基化學(xué)纖維及其單體制備技術(shù)，不僅能夠豐富化纖原料供給途徑，解決我國化纖原料長期“受制于人”的問題，更是實(shí)現(xiàn)我國化纖工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，對培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)我國石油化工材料轉(zhuǎn)型升級、實(shí)施紡織化纖強(qiáng)國戰(zhàn)略、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有十分重要的意義。

在此背景下，2013年國家發(fā)改委、科技部等多部委合推動“生物基材料重大工程實(shí)施方案”―― 生物基化學(xué)纖維及原料專項(xiàng)實(shí)施方案，加快了我國生物基纖維的產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用步伐。2015年中國化纖工業(yè)協(xié)會在介紹化纖行業(yè)“十三五”發(fā)展的重點(diǎn)工作時強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前化纖行業(yè)的重點(diǎn)任務(wù)就是生物基纖維的開發(fā)及利用，集中發(fā)展高新技術(shù)纖維、功能性纖維、差別化纖維，推動化纖工業(yè)跨界融合，以發(fā)展生物基纖維為突破口，重點(diǎn)攻克生物基纖維原料多元化及規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物基原料替代率提高至2%的目標(biāo)。

綜合分析我國合成纖維的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化狀況，可以得知生物基合成纖維與對應(yīng)的石油基合成纖維的主要區(qū)別在于聚合單體來源不同，進(jìn)而單體制備、提純工藝差異較大，而紡制工藝及裝置差別不大，完全可利用現(xiàn)有紡絲裝置或經(jīng)局部改造的裝置進(jìn)行成纖加工。因此，制約我國生物基合成纖維發(fā)展的主要瓶頸是上游生物基單體原料的制備及規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)。本文就我國生物基合成纖維單體的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀做簡要論述并提出一些建議。

1 生物基合成纖維單體發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 生物催化生物基合成纖維單體

1.1.1 1，3-丙二醇（1，3-PDO）

1，3-PDO是PTT的重要單體原料。PTT是一種性能優(yōu)異的熱塑性聚合物，具有良好的抗腐蝕性，又具有尼龍66的彈性，且更容易印染，被認(rèn)為是極具發(fā)展前景的高分子紡織纖維材料，美國DuPont（杜邦）、日本東麗和帝人、韓國新韓工業(yè)、我國盛虹集團(tuán)等國內(nèi)外企業(yè)均進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。

目前，國內(nèi)外1，3-PDO主要有 3 種生產(chǎn)工藝，分別為德國Degussa（德固賽）的丙烯醛水合氫化法、美國Shell（殼牌）的環(huán)氧乙烷羰基化法和杜邦的生物工程法，總產(chǎn)能達(dá)到20余萬噸。由于化學(xué)法存在生產(chǎn)原料不可再生、設(shè)備投資大、反應(yīng)條件高溫高壓、生產(chǎn)過程環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，而生物工程法以可再生資源為原料，且具有生產(chǎn)成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此生物工程法正逐步取代化學(xué)法，成為1，3-PDO的主要生產(chǎn)方法，產(chǎn)能不斷擴(kuò)大。除杜邦外，法國Metabolic Explorer公司以及我國華美生物工程有限公司、黑龍江辰能生物工程有限公司和盛虹集團(tuán)等近年來也都進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化裝置建設(shè)（表 1），但產(chǎn)品質(zhì)量仍未達(dá)到杜邦聚合級1，3-PDO產(chǎn)品水平，在產(chǎn)品分離精制工藝上仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

目前，M管我國石油制乙二醇工藝較成熟，而煤制乙二醇工藝路線經(jīng)濟(jì)性最高，但從環(huán)境效益以及可持續(xù)發(fā)展的角度來看，仍應(yīng)重視研究開發(fā)生物基乙二醇技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而推動我國生物基聚酯纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1.2.3 2，5-呋喃二甲酸

從我國目前的PTA產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)來看，PTA的生物替代可通過兩種途徑實(shí)現(xiàn)：（1）生物質(zhì)原料通過化學(xué)催化轉(zhuǎn)化法制得PX，再氧化得到PTA（簡稱生物基PX路線）；（2）生物質(zhì)資源直接轉(zhuǎn)化為FDCA，直接替代PTA用作聚酯合成的單體原料（簡稱FDCA路線）。

2，5-呋喃二甲酸（FDCA）被認(rèn)為是PTA理想的生物基替代。由于FDCA具有呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)，其比含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的PTA更容易降解（表 7）。

目前，1，3-PDO、乳酸、丁二酸等生物基合成纖維單體已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但FDCA由于生產(chǎn)成本高、技術(shù)難度大，仍處于研究階段，開發(fā)效果好、價格低廉的催化劑是該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。FDCA的制備方法根據(jù)反應(yīng)原料的不同，主要分為以下幾種：以5-羥甲基糠醛（HMF）為起始原料、以糠酸糠醛為起始原料、以己糖二酸為起始原料和以二甘醇酸為起始原料。其中，上述起始原料都可以由生物質(zhì)資源制備得到，HMF可以由己糖（葡萄糖、果糖等）脫水環(huán)化生成，糠酸糠醛可以由戊糖（木糖等）脫水制備，己糖二酸可以由己糖（葡萄糖、半乳糖等）氧化制備，二甘醇酸可以由生物基乙醇脫水轉(zhuǎn)化成乙烯后氧化得到環(huán)氧乙烷，再水合轉(zhuǎn)化成二甘醇后氧化制備而成。

我國中科院大連化物所、華南理工大學(xué)、荷蘭Avantium公司等單位在FDCA及PEF材料的制備方面做了深入研究，其中，荷蘭Avantium公司的技術(shù)較為成熟。2015年，Avantium與三井物產(chǎn)株式會社簽署了一份協(xié)議，將在亞洲進(jìn)行100%生物基化學(xué)品FDCA和PEF的商業(yè)化開發(fā)。與PET相比，生產(chǎn)PEF能減少約40% ～ 50%的不可再生資源使用，同時減少約45% ～ 55%的溫室氣體排放。2016年3月，荷蘭Avantium和巴斯夫宣布兩家公司簽署了一份合作意向協(xié)議并進(jìn)行了獨(dú)家談判，旨在生產(chǎn)與銷售FDCA和下游產(chǎn)品PEF，產(chǎn)品可用于包裝和纖維領(lǐng)域，但尚未見產(chǎn)業(yè)化裝置建設(shè)報道。

2 生物基合成纖維單體發(fā)展建議

近年來，我國生物基合成纖維及其單體原料得到大力發(fā)展，尤其是纖維加工及應(yīng)用市場趨向成熟，PLA纖維、PTT纖維、PDT纖維、PBT纖維、PHBV和PLA共混纖維等品種已達(dá)世界水平，實(shí)現(xiàn)了對石油基化學(xué)纖維的部分替代，已應(yīng)用于紡織、醫(yī)用材料、衛(wèi)生防護(hù)等領(lǐng)域。但從產(chǎn)業(yè)整體來看，我國生物基單體原料仍呈現(xiàn)一頭在外、長期依賴進(jìn)口的局面，這主要是由于生物基單體制備技術(shù)仍不夠成熟、關(guān)鍵技術(shù)和裝備存在差距、產(chǎn)品提純過程復(fù)雜，使得原料成本過高無法與石油基產(chǎn)品競爭，且產(chǎn)品不穩(wěn)定，仍需進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級，加快生物基合成纖維的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

2.1 開發(fā)以低成本生物質(zhì)資源為原料生產(chǎn)生物基纖維單體工藝

目前大多數(shù)生物基聚合單體的生產(chǎn)還是基于可食用淀粉類生物質(zhì)資源，這種路線存在原料成本高、占用大量耕地面積等缺點(diǎn)。因此，為提高生物基合成纖維成套工藝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，可開展利用低成本非糧生物質(zhì)資源制備生物基纖維單體技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)全組分利用。解決的關(guān)鍵問題包括開發(fā)高效廉價的秸稈原料預(yù)處理技術(shù)、選育優(yōu)良的纖維素酶生產(chǎn)菌株、構(gòu)筑能利用五碳糖的菌株以及混合發(fā)酵工藝調(diào)控實(shí)現(xiàn)相對高濃度發(fā)酵，從而可降低生產(chǎn)成本。

2.2 開發(fā)生物發(fā)酵產(chǎn)物的高效分離技術(shù)

生物質(zhì)資源通過生物過程所得產(chǎn)品的典型特點(diǎn)是濃度低、雜質(zhì)多、分離成本高、廢水量大，這對于最終生物產(chǎn)品的生產(chǎn)成本有重要影響。因此，針對特定的發(fā)酵產(chǎn)品開發(fā)低能耗清潔分離工藝，對于提高生物基產(chǎn)品的競爭力具有舉足輕重的作用。目前，具有良好應(yīng)用前景的分離技術(shù)包括膜分離技術(shù)、離子交換技術(shù)等。

2.3 開發(fā)生物質(zhì)原料化學(xué)轉(zhuǎn)化專有催化劑

目前，以生物質(zhì)為原料，通過化學(xué)催化轉(zhuǎn)化制備生物基合成纖維單體也是當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，如木質(zhì)纖維素催化熱解制備PX、5-羥甲基糠醛催化氧化制備FDCA等，而構(gòu)建綠色高效穩(wěn)定的催化體系是制約該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。所以，今后應(yīng)重點(diǎn)研究高性能的催化材料和與之匹配的溶劑體系；研究催化劑的尺寸形貌、活性中心與載體之間的電荷傳遞規(guī)律，達(dá)到催化反應(yīng)選擇斷裂鏈接木質(zhì)纖維素等生物基原料的C―O鍵或/和C―C鍵的目的；借助反應(yīng)動力學(xué)和現(xiàn)代原位譜學(xué)表征方法，開展反應(yīng)機(jī)理和催化劑構(gòu)效關(guān)系方面的研究。

2.4 完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈，加快推進(jìn)較成熟技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化示范工作

生物基化學(xué)纖維及其原料從研發(fā)、技術(shù)、工程化到產(chǎn)業(yè)化，科技和工程交叉復(fù)雜，所涉及到的基因技術(shù)、工業(yè)微生物技術(shù)、生化技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)化前期基礎(chǔ)研究階段，難度大，流程長，關(guān)鍵環(huán)節(jié)較多。因此，我國企業(yè)應(yīng)承擔(dān)起生物基纖維產(chǎn)業(yè)產(chǎn)、學(xué)、研的責(zé)任，為實(shí)現(xiàn)生物基纖維“三個替代”（原料替代、過程替代、產(chǎn)品替代）的目標(biāo)提供技術(shù)支撐，這對推動我國綠色經(jīng)濟(jì)增長、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會意義重大。