اخترع سلسلة من التقنيات الجديدة ، التي حلت مشكلة المعالجة الخضراء عالية الدقة والكفاءة العالية للأسطح المرنة الكبيرة جدًا والرقيقة جدًا للطائرات والصواريخ ، وساعدت الصين على حلم الفضاء ؛ استخدم استراتيجية "المواد" + عامل نشط "لبناء مواد فعالة لإصلاح العظام ، والتي أصبحت طفرة سريرية ، مما جلب أملًا جديدًا للمرضى الذين يعانون من إصابات العظام ...

في 26 مايو ، تم الإعلان عن جوائز شنغهاي للعلوم والتكنولوجيا لعام 2022 ، وفاز 47 إنجازًا بجائزة الاختراع التكنولوجي ، بما في ذلك جائزتان خاصتان ، إحداهما لتلبية الاحتياجات الوطنية الرئيسية ، والأخرى لحماية صحة الناس.

01

الجائزة الكبرى للاختراع التكنولوجي

الشخص المكتمل الأول: Liu Changsheng

الإنشاء والتطبيق السريري لطرف اصطناعي عظمي نشط للغاية ومحمّل بعامل النمو (rhBMP-2)

كسر "المعيار الذهبي" لإصلاح العظام التقليدية وتنشيط العظام الاصطناعية

في السنوات الأخيرة ، كان عدد المرضى الذين يعانون من إصابات العظام بسبب شيخوخة السكان وأسباب أخرى هائلاً ، والضرر كبير ، ويؤثر بشكل خطير على الصحة ونوعية الحياة. وفقًا للإحصاءات ، بحلول عام 2020 ، سيكون هناك 280 مليون مريض بهشاشة العظام في بلدي ، و 8.9 مليون حالة كسور مرتبطة سنويًا ، وأكثر من 140 مليون مريض يعانون من تنكس العمود الفقري القطني ، و 66 معدل فقدان الأسنان فوق سن 60 ... ، و 12 مليون مريض يعانون من عيوب في الفك.

في الماضي ، كان هناك ما يسمى بـ "المعيار الذهبي" في علاج إصابات العظام ، وهو استخدام عظام المريض نفسه لإصلاح الخلل ، لأنها في الأساس لا تسبب الرفض وتحتوي على خلاياها وعوامل نموها. ومع ذلك ، فإن طريقة العلاج هذه المتمثلة في "إزالة الجدار الشرقي لتكوين الجدار الغربي" لا تحد فقط من مصدر العظام ، ولكنها تسبب أيضًا تشوهات ثانوية في منطقة حصاد العظام. أصبح زرع الأطراف الاصطناعية عالية النشاط طريقة علاجية مهمة ، والطلب الإكلينيكي كبير.

في العملية المعقدة لإصلاح العظام ، تلعب عوامل نمو العظام دورًا رئيسيًا في التئام العظام. على الرغم من استخدام مجموعة متنوعة من مواد الزرع سريريًا ، إلا أن تأثير الإصلاح غير مرض بشكل عام ، وتكوين العظام بطيء ، والعيوب الكبيرة والمعقدة يصعب إصلاحها ، والسبب هو أن نشاط المادة ضعيف. تحسين نشاط المواد بشكل كبير هو المفتاح لحل المشكلة.

ما نوع العامل النشط الذي يجب علي اختياره؟

يعتبر البروتين المكون للعظام 2 (BMP-2) هو عامل النمو ذو التأثير الأقوى على تكوين العظام. ومع ذلك ، فإن مصدره صعب نسبيًا ، ولاستخلاصه مباشرة من أنسجة عظام الحيوانات ، ليس فقط المحتوى منخفضًا ، والنقاوة منخفضة ، وعملية الاستخراج معقدة ، ولكن هناك أيضًا خطر الإصابة بمسببات الأمراض الحيوانية. المنتجات ذات الصلة التي طورتها تقنية إعادة تركيب الهندسة الوراثية الأجنبية لديها أيضًا مشاكل مثل التكلفة العالية ، والعائد المنخفض ، والبيئة الداخلية المعقدة ، وسهولة تعطيل عوامل النمو. لذلك ، من أجل تحقيق تأثير علاجي فعال ، يجب زيادة الجرعة ، الأمر الذي لا يزيد تكلفة العلاج فحسب ، بل يزيد أيضًا من المخاطر المحتملة.

بهدف معالجة المشاكل السريرية لإصلاح العظام ، خاض فريق الأكاديمي ليو تشانغ شنغ من جامعة شرق الصين للعلوم والتكنولوجيا أكثر من 20 عامًا من الأبحاث المشتركة متعددة التخصصات ، وكسر احتكار التكنولوجيا الأجنبية ، وابتكر أساليب التصنيع الحيوي ، واخترع مقياس البروتين المورفوجينيتي للعظام البشرية المؤتلف عالي النشط 2 (rhBMP-2) طريقة التصنيع الجديدة. وصل النشاط الاستنتاجي العظمي إلى أفضل مستوى في العالم ، وتم تحقيق الإنتاج الضخم ، وسد الفجوة التكنولوجية في التصنيع الحيوي على نطاق واسع لعوامل نمو العظام.

من أجل ممارسة تأثير العوامل النشطة بشكل أفضل ، قام الفريق أيضًا بمحاكاة بنية ووظيفة أنسجة العظام البشرية ، وابتكر أول ترميم عظمي عالي النشط من نوع rhBMP-2 / الأباتيت شبيه بالعظم متعدد المستويات في العالم ، والذي كان تمت الموافقة عليها كأول ترميم للعظام في الصين.شهادة تسجيل المنتج ، وسعر المنتج هو فقط حوالي خمس المنتجات الأجنبية.

"تم استخدام هذه المنتجات في أكثر من 800 مستشفى في جميع أنحاء البلاد ، واستفاد منها حوالي 300000 مريض." قال ليو تشانغ شنغ بارتياح أن مجموعة متنوعة من طرق العلاج السريري الجديدة القائمة على هذا الجهاز العظمي النشط للغاية يمكن أن يحل مشاكل عظام الأطراف القطنية. العمود الفقري ، وحتى الجمجمة والفم والوجه والفكين وأنواع أخرى من مشاكل إصلاح العظام.

"في الماضي ، عندما كان المريض يعاني من نخر في رأس الفخذ ، كان لا بد من استئصاله أولاً ، ثم زرع مفصل اصطناعي معدني. كان العديد من المرضى بحاجة إلى التجديد بعد 5-15 عامًا. مع منتجاتنا وتقنياتنا ، نخر رأس عظمة الفخذ في المراحل المبكرة والمتوسطة ، لا داعي لاستبدال المفاصل ، فقط قم بإزالة الجزء النخر من العظم واملأه بأطراف اصطناعية عظمية عالية النشاط. لا يمكن فقط أن يعزز نمو العظام والتئامها ، بل يمكنه أيضًا تحفيز شبكة الأوعية الدموية في إعادة بناء العظام ".

قال ليو تشانغ شنغ إنه في المستقبل ، لا تزال هناك العديد من المؤشرات التي يجب استكشافها ، وخاصة علاج بعض المرضى المسنين الذين يعانون من إصابات في العظام.

02

الجائزة الكبرى للاختراع التكنولوجي

الشخص المكتمل الأول: وانغ يوهان

تقنية طحن بمرآة مزدوجة ذات خمسة محاور ومعدات للجلد / قاع الصندوق المنحني على نطاق واسع

اخترق مشاكل التصنيع الدقيقة بالنعومة وساعد الصين على تحقيق حلم صناعة الطيران

في اللحظة التي ترى فيها اسم المشروع الحائز على جائزة لفريق Wang Yuhan ، الأستاذ في جامعة Shanghai Jiaotong ورئيس Tuopu CNC ، يجب أن تكون هناك علامات استفهام لا حصر لها في ذهنك. ربما لا تعرف ما هو الجلد ، وما هو قاع الصندوق ، وما هو طحن المرآة ، ولكن يجب أن تعرف عن الطائرات الكبيرة ، ومركبات الإطلاق ... ، بما في ذلك "فات فايف" المألوفة ، وقطع غيارها وهذه التقنيات و المعدات المستخدمة في عملية التجميع.

ما هو السلخ؟ ببساطة ، إنها قذيفة الطائرات والصواريخ. إنها مختلفة تمامًا عن جلد السيارة ، فالطائرات ومركبات الإطلاق لها متطلبات صارمة للغاية على الجلد ، فلا يجب أن يكون لها أداء حمولة كبيرة فحسب ، بل يجب أن يكون وزنها أخف أفضل.

تستخدم أدوات آلة CNC أدوات القطع لنحت المواد وإزالتها بشكل مستمر لتشكيل جزء دقيق. غالبًا ما تكون المواد المستخدمة في تصنيع الأجزاء عبارة عن مواد عالية القوة مثل الفولاذ أو سبائك التيتانيوم ، ومن أجل معالجتها إلى أجزاء دقيقة ، لا بد من وجود قوة قطع قوية جدًا. لذلك ، عندما يتم طحن أداة الآلة ، فإنها تخشى أكثر من مواجهة الأجزاء اللينة.

في عملية تصنيع الجلد ، من الضروري "نحت" صفيحة من سبائك الألومنيوم والليثيوم ، ونحافة ومعالجة 10 طبقات من السماكة ، ويكون الجزء الرقيق مشابهًا لقشرة البيضة. الجزء ، "ناعم إلى يتشوه عند لمسه بإصبعك."

في الماضي ، تم استخدام طحن التآكل الكيميائي التقليدي للجلد ، والذي لم ينتج فقط كمية كبيرة من النفايات السائلة والغازية ، مما أثر على البيئة وصحة العمال ، ولكن كان يعاني أيضًا من مشاكل الدقة المنخفضة ودورة زمنية طويلة وسوء جودة السطح ، وهي مشكلة تصنيع معترف بها دوليًا.

نجح ظهور المرآة في حل هذه المشكلة. "الجلد مثل المرآة ، أحد الجانبين عبارة عن أداة ، والجانب الآخر عبارة عن دعامة محلية. يتحرك الاثنان بشكل متزامن لزيادة الصلابة الموضعية أثناء معالجة الجلد."

قال وانغ يوهان إنه ليس من السهل جعلهم يتحركون بدقة وبشكل متزامن ، "تمامًا مثل اثنين من الرياضيين الذين يركضون في ملعب كرة القدم ، يجب أن تحقق كرتا القدمان تحت أقدامهما نفس المسار تمامًا."

يمكن القول أن العملية المرنة لطحن المرآة هي عملية جديدة تمامًا في الصين ، كما أن برنامج العملية الذي يطابقها قد شهد أيضًا عملية من الصفر ، من غير ناضجة إلى ناضجة. في النهاية ، تم تحقيق المعالجة الرقمية التلقائية لعملية طحن المرآة ، والتي ضمنت إنتاجًا مرنًا وعالي الدقة لمئات أنواع الجلود للطائرات الكبيرة. دقة معالجة الكفاف أعلى بنسبة 40 من المستوى الدولي ، والتي تلبي متطلبات تجميع الجلد للطائرات الكبيرة.

حقق المشروع الحائز على جائزة تحسين آلة القاعدة الصناعية المتطورة في المؤشرات الرئيسية للمساحة الكبيرة والدقة العالية واختراق التكنولوجيا الشائعة ، وحل مشكلة المعالجة الدقيقة للأسطح المنحنية الكبيرة جدًا والرقيقة جدًا للطائرات والصواريخ ، وأنتجت منتجات عالية الجودة للطائرات الكبيرة المحلية ومركبات الإطلاق.أجزاء رئيسية دقيقة عالية الأداء. أصبح الفريق أيضًا أحد فرق البحث الثلاثة في العالم التي أتقنت تقنية طحن المرآة.

مقالات ذات صلة

"حفر ثقوب في العالم المصغر الخفي!" "البروفيسور بوداي" Zhao Dongyuan هو "بطل جديد في العلوم والتكنولوجيا" ، مهووس بـ "إحداث الثقب" والتعليم "

"3 ملايين + في 8 ساعات ، 15.5 مليون + في 6 ساعات ، كلمة مرور Zhang Wenhong المرورية: استخدم كلمات يمكن للناس العاديين فهمها لمحاربة العلوم الزائفة لمكافحة الوباء"