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本實(shí)用新型公開了一種磷酸鈣生物活性陶瓷，所述包括多孔磷酸鈣陶瓷基體和納米改性層，所述納米改性層為納米晶磷酸鈣。所述多孔磷酸鈣陶瓷基體表面通過改性處理自組裝形成一層納米磷酸鈣，從而使材料表面/界面具有較大的比表面積，利于吸附成骨相關(guān)蛋白和細(xì)胞，材料植入體內(nèi)后能快速釋放鈣、磷離子，促進(jìn)新骨形成，進(jìn)而使材料具有更好的生物活性和骨誘導(dǎo)性，同時該陶瓷具有更好的力學(xué)性能。

項(xiàng)目的背景及主要用途： 真菌疏水蛋白是由絲狀真菌在生長的特定時期分泌的一類具有特殊理化性質(zhì)的分泌型的小分子量、疏水性蛋白質(zhì)，它們可以通過自我裝配在兩相界面形成兩親性蛋白膜，改變介質(zhì)表面的親水性和疏水性，是已知表面活性最高的蛋白之一，有著很高的理論價值和應(yīng)用價值。 真菌疏水蛋白是純天然生物提取制品，無毒害，無污染；耐酸堿，抗相變能力強(qiáng)。自我裝配形成有活性的蛋白膜，具有良好的熱穩(wěn)定性和透氣不透水性。由于它的特性，使得它具有眾多優(yōu)點(diǎn)：（1）自

技術(shù)簡介： 催化精餾技術(shù)在一個設(shè)備內(nèi)整合催化反應(yīng)與精餾分離，在催化反應(yīng)進(jìn)行的同 時，通過精餾過程把產(chǎn)物從體系中分離，推動反應(yīng)平衡向右移動。它適用于需要 催化劑進(jìn)行均相或非均相催化來提高反應(yīng)速率,且反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和催化劑的選 擇性通常達(dá)不到 100%的情況。 天津大學(xué)開發(fā)的新型催化精餾規(guī)整填料技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)催化精餾耦合過程的同 時，可有效提升設(shè)備的通量以及催化劑的裝填量，并降低壓降。相比于傳統(tǒng)的催 32天津大學(xué)科技成果選編 化精餾填料，可提升通量 50%以上。填料內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計可有效提升氣液固 三相的傳質(zhì)，促進(jìn)物料在催化劑內(nèi)部的擴(kuò)散，大大提升了反應(yīng)效率和分離效率。 目前該技術(shù)已經(jīng)在石化行業(yè)中的輕汽油醚化，MTBE，叔丁醇脫水，碳四加氫異 構(gòu)化等工藝中得到了應(yīng)用。 應(yīng)用前景分析： 催化精餾最早應(yīng)用于甲基叔丁基醚(MTBE)和乙基叔丁基醚(ETBE)等合成工 藝中，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于包括酯化、醚化、異構(gòu)化、烷基化、疊合過程、烯烴選擇 性加氫、氧化脫氫、碳一化學(xué)、水解、酯交換和其他反應(yīng)過程等多種平衡反應(yīng)。 化工行業(yè)中有著巨大的市場需求，且由于催化劑的活性問題，每三年即需要更換 一次，因此該需求有較好的持續(xù)性。傳統(tǒng)捆扎包式催化精餾填料存在通量小，壓 降大，易發(fā)生偏流和短路，分離和反應(yīng)效率低等問題。新型崔化精餾規(guī)整填料技 術(shù)完美的解決了上述問題，目前，該填料已經(jīng)在多個工藝上成功工業(yè)化應(yīng)用，為 企業(yè)節(jié)約了大量的投資費(fèi)用和操作成本，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率等也有明顯提升。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測： 相比于傳統(tǒng)的捆扎包式的催化精餾填料，該新型催化精餾填料技術(shù)可提升通 量 50%以上，節(jié)約固定設(shè)備初投資 30%以上，節(jié)約操作費(fèi)用 30%以上。相比于 傳統(tǒng)的先反應(yīng)再分離的技術(shù)，可節(jié)約設(shè)備初投資 50%以上，節(jié)約操作費(fèi)用 50% 以上。 技術(shù)成熟度:產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目

催化精餾技術(shù)在一個設(shè)備內(nèi)整合催化反應(yīng)與精餾分離，在催化反應(yīng)進(jìn)行的同時，通過精餾過程把產(chǎn)物從體系中分離，推動反應(yīng)平衡向右移動。它適用于需要催化劑進(jìn)行均相或非均相催化來提高反應(yīng)速率,且反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和催化劑的選擇性通常達(dá)不到100%的情況。天津大學(xué)開發(fā)的新型催化精餾規(guī)整填料技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)催化精餾耦合過程的同時，可有效提升設(shè)備的通量以及催化劑的裝填量，并降低壓降。相比于傳統(tǒng)的催化精餾填料，可提升通量50%以上。填料內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計可有效提升氣液固三相的傳質(zhì)，促進(jìn)物料在催化劑內(nèi)部的擴(kuò)散，大大提升了反應(yīng)效率和分離效率。目前該技術(shù)已經(jīng)在石化行業(yè)中的輕汽油醚化，MTBE，叔丁醇脫水，碳四加氫異構(gòu)化等工藝中得到了應(yīng)用。

該成果屬于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域。針對畜牧業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的飼料短缺及利用率低、抗生素濫用、畜禽糞便不合理排放等問題，開展了飼用益生菌的篩選、微生態(tài)制劑的研發(fā)、果渣發(fā)酵飼料菌株篩選及發(fā)酵菌劑研發(fā)、果渣發(fā)酵飼料生產(chǎn)工藝優(yōu)化、生物活性飼料喂養(yǎng)效果評價等研究，獲得了具備產(chǎn)業(yè)化的飼用優(yōu)良益生菌菌株，建立了高密度發(fā)酵工藝，可實(shí)現(xiàn)活菌數(shù)高達(dá)1013cfu/g的微生態(tài)制劑的生產(chǎn)，可部分或全部替代抗生素；獲得了多株果渣發(fā)酵菌種及發(fā)酵復(fù)合菌劑。建立了蘋果渣生物活性蛋白飼料兩步固態(tài)發(fā)酵工藝，實(shí)現(xiàn)了多菌種協(xié)同發(fā)酵，使發(fā)酵產(chǎn)物富含蛋白質(zhì)、水溶性氨基酸、益生菌和水解酶等多種活性物質(zhì)；建立了微生物制劑中試生產(chǎn)線、果渣發(fā)酵飼料中試生產(chǎn)線。該成果可應(yīng)用于生物活性飼料、替代抗生素類生物添加劑和非糧生物飼料，生物發(fā)酵飼料可以精確到8-15%添加使用。在不增加喂養(yǎng)成本的基礎(chǔ)上，提高肉蛋奶產(chǎn)量及品質(zhì)，降低成本。全省可形成30萬噸優(yōu)質(zhì)活性發(fā)酵飼料，應(yīng)用價值大。  

南開大學(xué)元素有機(jī)化學(xué)研究所（簡稱元素所）可以為各農(nóng)藥科研單位和生產(chǎn)企業(yè)提供各種農(nóng)藥生物活性篩選和測定服務(wù)，以及技術(shù)咨詢和技術(shù)人員培訓(xùn)，可以承擔(dān)新農(nóng)藥創(chuàng)制各階段的生物活性研究工作，涉及殺蟲、殺菌、除草和植物生長調(diào)節(jié)四個方面，包括整株、離體葉片、活體小株、細(xì)胞以及離體酶等不同水平的配套篩選體系。

活性物質(zhì)緩釋膠囊是近年來研究最多的藥物活性物質(zhì)制劑技術(shù), 它具有延長藥物作用時間、定向靶位給藥、減少藥物毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代 藥物制劑中受到了廣泛的應(yīng)用。納米壁材的研制是在微膠囊的基礎(chǔ)上，將壁材 的尺寸進(jìn)一步減小，增大比表面積，進(jìn)一步提高包埋率和運(yùn)載效果。但國內(nèi)外 對于納米包埋技術(shù)的研究多集中在以殼聚糖、海藻酸鈉、合成樹脂等材料作為 壁材的開發(fā)上，這類壁材價格相對較貴，不利于商業(yè)化推廣。國內(nèi)外未發(fā)現(xiàn)有 利用生物酶法制備活性物質(zhì)緩釋膠囊的相關(guān)報道。 該技術(shù)以淀粉納米顆粒為壁材對包埋活性物質(zhì)進(jìn)行包埋，制備納米緩釋膠 囊。淀粉納米顆粒利用生物酶法制備，生產(chǎn)成本低、周期短、不易造成環(huán)境污 染，并且納米顆粒集中在 50-120nm 左右，粒徑小、比表面積大，有利于活性物 質(zhì)的包埋，包封效果好。經(jīng)過中試研究，該技術(shù)制備的淀粉納米顆粒活性物質(zhì) 緩釋膠囊在胃部的降解率極低，大部分活性物質(zhì)在腸道內(nèi)消化吸收，有效的提 高了活性物質(zhì)的生物利用率。 生產(chǎn)條件及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：納米顆粒緩釋膠囊的初步市場估價為 10-100 萬 元/噸。項(xiàng)目投產(chǎn)后，年加工量 100 噸的生產(chǎn)線，估算投資額為 3000 萬，可產(chǎn) 生經(jīng)濟(jì)效益 4250 萬元，實(shí)現(xiàn)利稅 2000 萬元。年加工量 200 噸的納米顆粒緩釋 膠囊生產(chǎn)線，估算投資額為 5000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益 8500 萬元，實(shí)現(xiàn)利稅 4000 萬元。年加工量 400 噸的納米顆粒緩釋膠囊生產(chǎn)線，估算投資額為 7000 萬，可青島農(nóng)業(yè)大學(xué)科技成果介紹 2017 －54－ 產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益 1.5 億元，實(shí)現(xiàn)利稅 8000 萬元。因此，該項(xiàng)目盈利性強(qiáng)、投資回 報率高、貸款償還期短，經(jīng)濟(jì)效益上可行。

用于骨修復(fù)材料的關(guān)鍵技術(shù)之一就是將具有良好生物活性、生物相容性和生物降解 吸收性能的生物材料，制備成具有特定形狀和三維連通的多孔細(xì)胞支架。在臨床上已應(yīng) 用的以硅酸鹽為基質(zhì)的 45S5 生物活性玻璃，具有一定的骨誘導(dǎo)性，但是，硅元素在組 織體內(nèi)較難降解，而且該類型玻璃難以加工成強(qiáng)度高的骨組織工程的支架。前期由同濟(jì) 大學(xué)材料學(xué)院開發(fā)了一種以硼酸鹽為基質(zhì)的可完全生物降解的硼酸鹽玻璃，能制作成高 力學(xué)強(qiáng)度的大孔海綿狀，并兼有生物活性和完全的、可控的生物降解性特性，可用作為 細(xì)胞或基因活化的組織工程支架的材料，植入生物體內(nèi)，能按照臨床上不同部位骨組織 的生長速度要求，能可控地調(diào)節(jié)降解速度，最終能完全降解，具有第三代生物材料的各 種特性。前期，由上海交通大學(xué)附屬上海市第六人民醫(yī)院的動物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明并證實(shí)， 該材料能滿足臨床上骨修復(fù)和骨替代材料需要。

活性炭作為一種多孔材料，由于其具有發(fā)達(dá)的孔徑結(jié)構(gòu)和豐富的表面官能 團(tuán)，所以廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)部門和人們的日常生活。活性炭不僅可用于液相 脫色，上下水凈化，氣相吸附，溶劑回收，空氣凈化；還可用于催化劑的合成， 作為貴金屬催化劑的載體。尋求新原料制備高性能的活性炭具有重要的意義。 濕地植物在冬季出現(xiàn)枯萎的現(xiàn)象，若不及時收割，會導(dǎo)致基質(zhì)阻塞和腐爛 等問題。當(dāng)前濕地植物秸稈大多通過焚燒和填埋的方式進(jìn)行處理，利用率低且 污染環(huán)境。本項(xiàng)目技術(shù)在研究過程中發(fā)現(xiàn)，濕地植物秸稈具有孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、碳 含量高等特點(diǎn)，故采用濕地植物秸稈作為生產(chǎn)活性炭的原料，既能解決濕地植 物秸稈利用率低、污染環(huán)境的問題，又能降低活性炭的生產(chǎn)成本，廢物利用。 本技術(shù)采用新型的改性方法和活化方法：首先，采用表面改性的方法來提 升活性炭的吸附性能；其次，采用原位改性的方法，節(jié)約成本，簡化工藝，提 升活性炭性能；再次，使用新型活化劑，實(shí)現(xiàn)一步法直接活化生產(chǎn)目標(biāo)活性炭， 使其具有特定孔徑結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)。 本項(xiàng)目技術(shù)制備出的新型活性炭，比表面積高，表面官能團(tuán)豐富，對重金 屬、有毒有害有機(jī)污染物具有高效的吸附性能。以植物生物質(zhì)為原料制備活性 炭，過程簡單，速度快，制備成本低，產(chǎn)品性能優(yōu)異，具有良好的實(shí)用性能。

項(xiàng)目通過微納米陶瓷燒結(jié)技術(shù)， 獲得具有生物活性的氧化鈦陶瓷， 可以與骨組織形成生物活性結(jié)合， 表現(xiàn)出優(yōu)良的生物活性， 同時其光催化效應(yīng)賦予其抗菌抑菌性， 可預(yù)防植入體污染引起的感染。該項(xiàng)目獲得的氧化鈦陶瓷兼具生物活性與抗菌抑菌性，可顯著提高植入體的體內(nèi)修復(fù)成功率。同時為提高納米氧化鈦的附加值具有重要作用。