18北京大学产业化项目汇编

北京大学产业化项目汇编北京大学科技开发部2010年1月2目录C-Sight人工视觉假体.....................................................................................................3新型牙科仿生修复材料.....................................................................................................6磁性纳米材料造影剂项目.................................................................................................9生物医用金属材料医疗制品...........................................................................................13微生物采油技术...............................................................................................................15煤矸石生产高性能氮氧化物耐火材料技术...................................................................17新粉煤灰与矿渣制备高性能矿渣纤维技术...................................................................19新型高效复合脱硫、脱硝材料与技术...........................................................................21煤炭发电过程余热高效回收技术...................................................................................23提高热效率降低氮氧化物排放的无焰燃烧技术...........................................................25纳米材料的大规模组装及能源应用...............................................................................27基于动态行走机理的智能助残肢体的开发与应用.......................................................29先进医学图像处理系统商业计划...................................................................................33皮江法炼镁工艺...............................................................................................................373C-Sight人工视觉假体一、项目概述北大工学院开发出的C-Sight人工视觉假体，由摄像头，微型芯片等构成，可取代视网膜，使患者恢复视觉。此项技术在美国和中国都申请了专利保护，并通过了动物实验。第一代C-Sight人工视觉假体产品已经通过测试，很快将应用于人体。C-Sight人工视觉假体二、应用范围对视网膜色素变性、老年黄斑变性等视网膜损伤导致的视觉功能缺陷取得显著的视觉修复效果。盲人复明工程4三、技术优势视觉假体技术主要在在视觉神经信息处理、编码传输新规律，在材料、微电子、信号处理等技术上取得突破，在理论、技术应用、临床验证等研究中取得重要成果：视觉理论、视觉信息编码的突破：基于视网膜神经信息编码与传输的基础研究，建立复杂视觉刺激模式下，视网膜神经节细胞群体编码模式。视觉信号处理方面：视网膜本身是一个生物并行计算机，传统的视网膜计算模型都是线性多层计算模式，基于视觉假体的研究我们在视网膜计算的非线性和实时性有所突破。视神经的电刺激理论与建模方面：建立从激励，组织，神经纤维的视神经模型。通过改变激励参数，确定刺激的阈值电流；通过分析组织模型，可以计算假体使用过程中的电场分布，定位刺激点与温度分布。关键微光机电技术、临床手术技术的突破：在微光学系统仿生屈光成像系统、微电子系统仿生视网膜信息处理、编码与电脉冲生成、无线视频技术仿生神经信息与能量传输上取得重要创新，研究出具有自主知识产权的视觉假体，并在人体成功植入。技术平台建设：通过本项目的研究，初步建设两个技术平台，即“视觉信息编码和视觉计算技术平台”与“仿生微电子系统（BiomimeticMicroElectronicSystems）技术平台”新一代医学仪器的研究基地。四、技术水平国际先进水平五、项目所处阶段实验室开发阶段六、市场状况及市场预测本项目在相关基础科学的研究上取得突破，获得源头创新，并为国民经济、社会发展解决重大基础问题。本项目符合我国政府“帮助残疾人康复”的“十五计划”，按照国家发改委贯彻落实“十五”高技术产业发展规划，加快生物医学工程产业发展的要求，市场前景广阔。5七、所需设备及投资估算总投资8000万元。八、效益分析“视觉假体”产品、手术，以及术后培训在内的费用，可以控制在10万元以内，将有显著的经济效益和社会效益。九、合作方式合作建立产业化基地和公司。6新型牙科仿生修复材料一、项目概述该技术旨在开发基于再生医学新概念的新型牙科修复用仿生修复材料。该修复材料在结构和功能上更加接近自然牙，可以克服目前临床上广泛使用的充填树脂、银汞合金等在美观、生物力学特性上的缺点，实现最大程度的龋坏牙仿生修复。该技术将在牙齿修复方面产生巨大的经济效益。项目负责人陈海峰在国际上率先提出并开展牙釉质微结构的化学合成工作，2005年初发表的论文“Self-assemblyofsynthetichydroxyapatitenanorodsintoanenamelprism-likestructure”即受到科学界关注。美国科学研究促进会科学新闻频道专门报道了该工作。TheUniversityofMichiganRecord也通过专文“Researcherssynthesizetoothenamelstructureinthelab”详细介绍了陈海峰的研究工作。基于牙釉质特殊的化学结构，陈海峰提出有可能用纯粹的化学方法合成出牙釉质结构。2006年发表的论文“AcellularsynthesisofaHumanEnamel-likeMicrostructure”更进一步证实了该假设的可行性。所合成的类釉质结构被美国NIH/NIDCR选为2005年11月举行的“产品开发之路”的会议标志，并在牙科2006年3月国际年会（Orlando）“最新研究进展新闻专题”口头报告了该研究成果。关于这一方面的工作，德国AdvancedMaterials杂志社2006年专门发表了“Researchersgettheirteethintoartificialdentalenamel:Anaturalfixtoavoidmetalfillings”评述该工作），指出“研究人员终于实现了人工牙釉质的生长，这个工作可以引导开发新一类硬的涂层材料，有望实现缺损牙齿的自然修复。”英国皇家化学学会ChemistryWorld专门发表“Chemicalfixforaperfectsmile”评述该工作，指出“化学家可以使人工牙釉质很快用于你的牙齿修复。这是首次不使用蛋白质和成釉细胞合成牙釉质的类似结构。”该工作还受到美国、德国、英国、法国等多家媒体专题报道。2009年我们小组成功地在人体近生理条件下实现人牙表面牙釉质的直接化学再生，所再生的人工牙釉质具有天然牙釉质的微结构和类似的力学性能，为该成果真正走向临床应用提供了可能性。该工作发表之后即受到诸多7关注，2009年8月25日英国皇家化学学会旗下的HighlightsinChemicalScience和ChemistryWorld杂志社评述该工作并作专文“EnamelRegenerationmakesscientistssmile”介绍推荐。2009年9月9日NatureChina杂志社也发专文“Biologicalmaterials:Atoothforatooth”评述该工作，并给予高度评价，指出“对于牙医和希望有漂亮牙齿的人们来说，这无疑是一个好消息。北京大学的陈海峰及其课题组可以用一种简单的化学方法再生牙釉质……这些发现对于牙齿修复来说具有潜在的应用价值”。该工作已经申请中国专利。目前我们正在和北京大学口腔医院修复科主任，中华口腔医学会口腔修复专业委员会主任委员冯海兰教授合作，开发用于临床的新器械和剂型。新型牙科仿生修复材料二、应用范围可以替代目前临床上广泛使用的充填树脂、银汞合金等，并应用于窝沟封闭剂预防龋病。更进一步可以用于牙齿漂白和美容，取代烤瓷和双氧水漂白。三、技术优势该修复材料是一类从物理化学结构上具有人牙釉质的基本微结构特征和生物活性的仿生材料，因而具备人牙釉质的化学物理特性、特别的机械性能和生物8活性。能够模仿天然釉质的防龋性能，具有智能性，仅在“需要”的时候释放氟离子、磷酸根和钙离子，改变去矿化/再矿化的动力学过程，这样可以在该填充材料周围避免牙齿组织的继发龋坏，并对暴露于整个口腔环境的牙体组织都具有防龋的效能。四、技术水平国际先进水平五、项目所处阶段已完成了对小型样品的实验测试，效果良好。六、市场状况及市场预测龋病是最主要的牙体组织缺损性疾病，主要导致牙体釉质、本质的不可逆破坏，导致牙体功能的丧失，并导致牙体牙髓及根尖周组织疾病。据卫生部组织的全国第二次口腔流行病学调查资料报告，我国居民龋病患病率为50％，乳牙患龋率80％，65岁以上老年人缺牙11颗，口腔病患病率97.6％，其中需要专业干预而未经治疗的为94.5％。根据此次调查资料计算，我国的龋齿总数高达20亿颗以上，而这些龋齿中的90%以上都没有接受治疗。目前国外的产品占据了中国口腔的高中端市场，主要在大的口腔专科医院及综合医院口腔科或医疗中心使用；国内产品主要在低中端市场如县以下口腔医疗机构使用。本课题拟开发的口腔修复材料是基于再生医学新概念的全新的口腔修复材料，可望打破当今我国国产品牌主要是仿造国外产品，高端口腔修复材料市场主要被外国公司垄断的现状。七、所需设备及投资估算约需1-2年，经费约为500万元。八、效益分析按每个修复器械和药剂成本150元，售价350元，每年生产1万个，则毛利有200万元，2.5年可回收成本。为各方创造出巨大的经济与社会效益。九、合作方式合作建立产业化公司。9磁性纳米材料造影剂项目一、项目概述近年来在世界很多国家中，造影剂市场都呈现出蓬勃发展的态势。BusinessCommunicationsCompany的市场研究报告显示，美国2003年医学造影剂市场规模为28亿美元，并且正在以平均6.9%的速度增长，预计2008年可以增至39亿美元。美国磁共振诊断对比剂市场的平均增长率为11.5%，为对比剂市场中增长最迅猛的品类。在中国，磁共振诊断对比剂市场的增长更加强劲，平均增长率已经超过了30%。在2004年中国的造影剂市场中，X线造影剂约为4亿人民币，市场规模的平均增长为26%～27%；磁共振造影剂市场也将近1亿元，并且正在以较快速度增长。目前，市场上主要是Gd-DTA造影剂，但由于其代谢快，体内存留时间短等原因，使得每次诊断的注入计量很大，势必对人体健康有相当的负面影响。美国Berlex实验室开发的菲立磁(FeridexIV)是市场上唯一一个基