生物降解高分子材料制品生产技术主要包括聚乳酸等聚酯型生物降解高分子材料、热塑性淀粉及其共混物成型加工技术，成型制品包括以PLA、PBS、PHA或热塑性淀粉为基体，辅以添加剂的薄膜、板材、容器、注射零部件。这类产品的特点为：在一定的堆肥条件下，制品发生完全降解，转化成CO2和H2O及可用于种植的肥料。产品的力学性能和特殊使用性可通过配方进行调节。

微马达是一种自驱动的微纳米机器人，具有优良的运动性能和精准导航的性能，在生物医学领域具有广阔的潜在应用前景，然而目前国内外均尚无市场化的微马达产品。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 血管支架植入是治疗心血管疾病的有效干预手段，但现有技术中，传统材料制备得到的血管支架存在生物相容性不足、需要手动导丝引入额外的形状扩张装置等问题，而且，为了确保植入的准确性，需要采用高侵入的介入方法，容易造成血管再狭窄和动脉损伤，从而降低了治疗的有效性。因此，需要研发一类能有效克服现有问题，能实现低侵入、高精准治疗的新型血管支架系统，以拓宽微马达在生物医学领域中的应用。 开发的磁性螺旋形形状记忆微马达血管支架，可以模拟细菌鞭毛的高效运动，无线旋转磁场下旋转并转化为平移运动，实现磁性微马达血管支架在血管内的精确无线三维导航。配合磁驱动马达的运动性能，控制血管支架在体内运动到达目标位置，微马达支架具有形状记忆功能，以对机体无害的无线超声触发形状恢复，可以撑开狭窄血管。整体设计可以简化支架植入流程，并且螺旋形的设计可以适应旋动流现象，使植入位点的血管壁切应力得到维持，抑制支架植入内膜增生不良反应的发生，降低侵入性和植入风险，并有望实现完全远程智能操控支架植入。

国内没有具备降解材料检测的权威机构

针对石油化工、精细化工等行业存在的高固含量和高金属离子的难降解有机废水，项目开发了该类废水的资源化利用工艺技术，通过膜分离-吸附-离子交换集成工艺，实现了固体颗粒的高效回收，同时，实现了水的有效回用，减少了水资源的消耗。项目获国家授权发明专利6项。

在国内外首次采用了特殊的秸秆降解工艺，将秸秆中的纤维素和半纤维素在水体系中被特种催化剂降解为相应的五碳糖和六碳糖，该混合糖液在一定的温度和压力下被催化加氢裂解为乙二醇和丙二醇等大宗化工原料；秸秆中被溶解下来的矿物质可以制备成无机肥料；未降解的秸秆渣中可以提纯制备木质素。秸秆有效成份降解率高（≥75%）、生产成本低、过程绿色环保无污染，秸秆成份获得充分利用。经可行性研究，项目实施后可取得很好的经济和社会效益，不仅解决了秸秆的环境污染问题，而且变废为宝，可替代部分石油资源产品，具有十分重要的战略意义。

生物活性软组织的医疗修复具有重大的临床需求。例如乳腺癌居全球女性恶性肿瘤发病第一位，占女性恶性肿瘤的 25%，且以每年超过 20%的速 率增长，特别是在中国，预计 2021 年新发乳腺癌患者将达 250 万人。但是，现 有的人工软组织替代物无法软组织力学与生物功能重建的双重需求。本项目已建 立了完善的可降解软组织支架仿生设计、4D 打印工艺、装备技术体系，以乳房 癌修复、气管软化病为应用开展了临床应用探索，实现了个性化乳腺和气管外支 架的国际/国内首例临床试验(共完成 9 例)。所制造的可降解软组织支架不仅可 实现初期形态与力学性能匹配，后期还可通过患者组织再生与支架降解实现自体 修复，从而为未来软组织医疗修复难题提供创新解决方案。研发的生物 4D 打印 设备与临床应用被 CCTV2、CCTV7、CCTV10、新华社、人民日报、科技日报、陕 西日报等专题报道，产生了良好的社会影响。相关成果 2017 年获得陕西高等学 校科学技术一等奖。 该项目团队是以卢秉恒院士为学术带头人的“增材制造”教育部创新团队 的重要分支，是利用增材制造技术创新软组织医疗修复难题的重要探索。该团队 现有教授 3 人(长江学者特聘教授 1 人、国家自然科学基金优青 1 人)，副教授 2 人，讲师/博士后/专职科研人员 3 人。目前正致力于软组织 4D 打印的技术创 新、临床应用与产业化推广。

通过刚柔V形三嵌段超分子的层层组装，制备了一种三明治结构的大小均一的介孔管。其中，三明治结构对钯离子具有稳定的配位能力，可作为超分子钯催化剂。实验结果表明，新型超分子催化剂在短时间、室温、有氧条件下对卤代苯的C-C偶联反应具有超强的反应活性，其转化率接近100%。相对于一般的非均相催化载体，此超分子催化剂具有实时调控反应进程的功能，并利用超分子组装及解组装的方法明显提高了金属催化剂的重复利用率。借助超分子催化剂的调控性和反应匹配性，对多个反应位点引起的聚合，成功实现了单向催化。

常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒，其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料，其结构可以有效地保护酶分子活性中心，同时提供更好的底物迁移微环境，从而实现有效的催化作用，载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子，具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性，其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战，同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发，设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合（ATRPase）和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶（SOD-like）和过氧化物酶（POD-like）特性，可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前，相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题，发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德国应用化学》） 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位，硕士生齐美园为第一作者，王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.（a）人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程（b）模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂，修饰有双键的赖氨酸（N-acryloyl-L-lysine）为聚合单体，在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷，最后通过亚铁配位交联，从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系（如图1所示）。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂，同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶，先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ，进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同时，ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备，用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用，近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF：anie_202002331.pdf课题组网站：https://qgwang.tongji.edu.cn/

（专利号：ZL 201310571506.3） 简介：本发明公开一种1,3-二氨基胍盐酸盐的制备方法，属于含氮有机物制备技术领域。该制备方法是：将硫氰酸钠溶于水中，然后加入硫酸二甲酯，在室温下反应5～6h，反应结束后水油分层，收集的油层即为第一步的产物硫氰酸甲酯；然后将盐酸肼和水混合，升温至30～40℃时加入硫氰酸甲酯，保温反应4～5h后，抽滤后用冷水洗涤后干燥制得1,3-二氨基胍盐酸盐白色固体。本发明采用硫氰酸钠和盐酸肼为原料，水为溶剂

本发明涉及一种锆磷酸盐基弹性应力发光材料及其制备方法，本发明的优点在于：(1) 材料制备方法简单、易操作、设备要求低；(2) 制备的材料具有强的弹性应力发光，在黑暗环境下肉眼可直接观测，并具有较好的耐热性和耐水性，可加工性好，应用范围广；(3) 材料的基体原料均为地球上的富含元素，属于环境友好型材料。本发明的弹性应力发光材料，可广泛应用于压力传感器、机械应力可视化、人造皮肤、智能蒙皮、自诊断系统、超精密器件加工，生物体、建筑物和机器的应力分布检测、城市建筑物防灾以及减灾系统、预测地震产生、检测飞机和汽车的损害、研究人体疾病等。