辽宁省仿生医用材料研发工程实验室现阶段主要开展纳米磷酸钙材料、人工骨材料、人工心脏瓣膜材料、仿生义齿材料、医用涂层材料、磁性纳米胶囊、金刚石材料、3D打印功能材料及体内服役性能评价等方面的研究工作。

　　一、新型人工骨材料研制

　　人工骨材料主要用于临床骨科、齿科的骨缺损修复，仅我国每年骨缺损或骨损伤患者约300万人。辽宁省仿生医用材料研发工程实验室利用丰富的海洋生物质骨架开发多种可吸收多孔人工骨材料，其中海胆刺人工骨被用于骨缺损修复以及脊椎融合器填充物，植入动物体内10个月后该人工骨材料完全降解被新生骨取代，研究证明具有三维开孔结构、较细小梁结构的人工骨材料比现有的多孔磷酸钙人工骨材料具有更优越的骨传导性和体内降解特性。该项工作解决现有第三代可降解人工骨材料机械强度差、无生物活性等问题，并实现人工骨材料体内降解与新骨再生速度相匹配，为3D打印高性能人工骨陶瓷材料提供了重要依据，研究工作被包括ScienceDaily、Phys.Org等多个媒体引用报道。

具有连通开孔结构的海胆刺人工骨用于骨缺损修复及脊柱间融合
(ACS Applied Materials & Interfaces 2017; 9(11):9862-9870)。

　　二、新型人工心脏瓣膜材料研究

　　临床上应用的生物质瓣膜因体内酶解、钙化等问题严重限制其服役寿命。针对以上问题，辽宁省仿生医用材料研发工程实验室制备出多种新型高分子人工心脏瓣膜，其中利用聚乙二醇-蛋白质纤维复合材料制备的人工心脏瓣膜具有与人体瓣膜相近的力学性能以及良好的生物相容性。该项研究提出利用抗污水凝胶材料复合人工心脏瓣膜以提高其抗钙化、防酶解功能，为克服人工瓣膜材料体内钙化问题提供了新方案。

利用聚乙二醇-蛋白质纤维复合材料制备人工心脏瓣膜，通过水凝胶的致密分子网络改善人工心脏瓣膜的抗钙化、防酶解功能
（ACS Applied Materials & Interfaces. 2017;9(19):16524-16535）。

　　三、3D打印先进功能材料

　　3D 打印是将三维 CAD 模型输入控制计算机，驱动高能电子束按照规划的路径扫描粉末床上的粉末，熔化粉末成为实体，完成逐层扫描来制造设计好的复杂部件。这一技术在骨肿瘤治疗等骨科领域具有独特的技术优势，可以针对不同患者的骨骼差异性为其量身定制最适合的替代物模型，具有耗时短、成本低、过程简单等显著特点。辽宁省仿生医用材料研发工程实验室在钛合金3D 打印技术应用于医疗领域取得阶段性成果。利用瑞典Arcam A1 型电子束金属熔融快速成型设备制备出具有多孔涂层的钛合金骨盆假体、锁骨假体及肩胛骨假体，在医疗临床试验中均获得良好效果。同时，设计制备出具有骨小梁结构的多孔钛合金颈椎融合器和腰椎融合器，具有兼顾力学性能和生物相容性的特点，是一种治愈颈椎和腰椎疾病的理想产品。根据相关研究成果，在Acta Mater.、Acta Biomater.、J. Mech.、Behav. Biomed. Mater.等杂志上发表论文10 余篇，申请发明专利4 项，有效保证了医疗3D 产品的功能性和安全性。

3D打印设计制备的钛合金骨盆假体、锁骨假体及肩胛骨假体，及多孔钛合金颈椎融合器和腰椎融合器

　　四、低温晶化法制备纳米磷酸钙材料

　　利用非晶态材料低温晶化方法制备一系列纳米磷酸钙材料，解决了传统高温煅烧或固相反应难以制备纳米材料的问题。并通过该新工艺制备生物功能化纳米磷酸钙材料，显著提高这类材料的生物活性及磁成像等功能。此外，我们研究发现镁元素掺杂对无定性碳酸钙有序组装纳米方解石晶体具有重要影响，并通过化学合成方法实现了从非晶态含镁碳酸钙→含镁方解石晶体→含镁β-TCP纳米材料的全过程仿生制备。

利用非晶磷酸钙低温晶化法制备高活性纳米磷酸钙材料
（J. Mater. Sci. Technol., 2021; 88: 99-108.）

五、医用涂层材料研究

针对镁合金支架降解速率过快，短期内发生断裂的问题，研制了专门针对变形性医疗器械，可以有效降低镁合金发生点蚀几率，并可有效降低镁合金支架降解速率的复合防护涂层。

AZ31镁合金支架表面高分子材料PDLLA和PBAT涂层形貌
(Prog. Org. Coat., 2022; 172: 107138)

六、仿生义齿材料研究

结合生物力学原理，采取组成复合化和组织结构仿生化设计，将临床应用的氧化锆陶瓷与生物相容性树脂相结合，通过模仿天然贝壳珍珠层的微观组织结构，设计研发了硬度、强度和模量均与人体正常牙齿（包括牙釉质和牙本质）完全匹配的新型氧化锆-树脂仿生复合义齿材料。

新型仿生复合义齿材料的宏观外形、微观组织结构及其与天然贝壳的比较
(Adv.Mater.,2019; 31: 1904603)