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一顆小小的種植牙，背后竟隱藏著被國(guó)外“卡脖子”的技術(shù)難題。8月26日，工信部一則公示悄然帶來(lái)變革的訊號(hào)——氮化硅陶瓷種植體研制獲得國(guó)家認(rèn)可，中國(guó)口腔種植領(lǐng)域即將迎來(lái)突破。

不同材質(zhì)的口腔牙齒種植體材料

工信部發(fā)布的《生物醫(yī)用材料創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥（第二批）入圍揭榜單位公示》傳來(lái)令人振奮的消息：氮化硅陶瓷作為無(wú)機(jī)非金屬材料的代表入選，中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心與衡陽(yáng)高新區(qū)企業(yè)衡陽(yáng)凱新特種材料科技有限公司成為揭榜單位。

這標(biāo)志著我國(guó)在高端生物醫(yī)用材料領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步，有望打破國(guó)外企業(yè)對(duì)氮化硅陶瓷口腔種植體技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷。

市場(chǎng)痛點(diǎn)：萬(wàn)億藍(lán)海卻被國(guó)外技術(shù)“鎖喉”

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)35至44歲人群中有三分之一的人存在牙齒缺失問(wèn)題，65至74歲老年人群體中這一比例更是高達(dá)八成以上。與此同時(shí)，我國(guó)種植牙滲透率僅為29顆/萬(wàn)人，與韓國(guó)的500顆/萬(wàn)人相差甚遠(yuǎn)。

氮化硅生物醫(yī)用陶瓷的應(yīng)用

巨大的市場(chǎng)需求正在爆發(fā)。2024年我國(guó)口腔種植體市場(chǎng)規(guī)模約300億元，未來(lái)十年預(yù)計(jì)將達(dá)到萬(wàn)億級(jí)別。然而令人心痛的是，我國(guó)口腔種植體產(chǎn)品90%以上依賴(lài)進(jìn)口，特別是在高性能氮化硅陶瓷種植體領(lǐng)域，完全受制于人。

“這不僅是市場(chǎng)問(wèn)題，更是技術(shù)安全的問(wèn)題?！睒I(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，“氮化硅陶瓷制備技術(shù)被國(guó)外封鎖，已經(jīng)成為制約我國(guó)高端口腔種植體發(fā)展的‘卡脖子’難題?！?/p>

材料突破：氮化硅陶瓷的“八項(xiàng)全能”

為何氮化硅陶瓷如此重要？這與它卓越的性能密不可分。

作為一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，氮化硅堪稱(chēng)“材料界的全能選手”：線(xiàn)膨脹系數(shù)低，導(dǎo)熱性好，抗熱震性?xún)?yōu)異；硬度僅次于金剛石；摩擦系數(shù)小，自帶潤(rùn)滑性，耐磨損；機(jī)械性能出色，耐高溫性能極佳。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)增材制造制備的氮化硅陶瓷渦輪與氮化硅陶瓷口腔種植體

與傳統(tǒng)口腔修復(fù)材料相比，氮化硅陶瓷表現(xiàn)更加出眾：比鈦合金更具生物相容性和耐腐蝕性；比氧化鋯具有更高的強(qiáng)度和斷裂韌性；比PEEK樹(shù)脂更具穩(wěn)定性和耐磨性。

更令人稱(chēng)奇的是，氮化硅陶瓷密度較小，且不影響X射線(xiàn)成像，是牙科修復(fù)材料的理想選擇。這些特性讓氮化硅成為口腔種植體的不二之選。

應(yīng)用蝶變：從光伏賽道到醫(yī)療領(lǐng)域的華麗轉(zhuǎn)身

牽頭單位衡陽(yáng)高新區(qū)企業(yè)凱新材料的轉(zhuǎn)型故事，堪稱(chēng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的典范。

這家成立于2013年的企業(yè)，最初是專(zhuān)業(yè)從事高純氮化硅材料研發(fā)生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品主要用于光伏、鑄造、冶煉等工業(yè)領(lǐng)域。在光伏細(xì)分市場(chǎng)，凱新科技的市場(chǎng)占有率高達(dá)70%，是名副其實(shí)的全國(guó)“隱形冠軍”。

細(xì)胞在氮化硅陶瓷表面上的遷移、鋪展情況

“我們生產(chǎn)的氮化硅材料純度達(dá)到99%以上，具有100%自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，性能指標(biāo)穩(wěn)定，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量替代進(jìn)口。”企業(yè)負(fù)責(zé)人李勇全介紹。

工業(yè)領(lǐng)域的成功為醫(yī)療應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2022年，凱新科技與中南大學(xué)攜手，建立“中南大學(xué)-衡陽(yáng)凱新生物材料拔尖創(chuàng)新人才聯(lián)合培養(yǎng)基地”，開(kāi)始攻關(guān)氮化硅生物陶瓷種植體關(guān)鍵技術(shù)。

這次跨界嘗試，為氮化硅陶瓷在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了新路徑。

強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合：產(chǎn)學(xué)研醫(yī)“夢(mèng)之隊(duì)”合力攻堅(jiān)

本次揭榜任務(wù)組成了強(qiáng)大的產(chǎn)學(xué)研醫(yī)聯(lián)盟，堪稱(chēng)生物材料領(lǐng)域的“夢(mèng)之隊(duì)”。

牽頭單位凱新科技系國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)，產(chǎn)能居國(guó)內(nèi)首位。公司承擔(dān)過(guò)18項(xiàng)政府科研項(xiàng)目，起草或參編8項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，擁有115件專(zhuān)利，其中發(fā)明專(zhuān)利66件。

凱新科技高純氮化硅特種陶瓷智能制造車(chē)間

合作單位中南大學(xué)系教育部直屬全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)，國(guó)家“雙一流”建設(shè)A類(lèi)高校。學(xué)校材料科學(xué)與工程學(xué)科進(jìn)入ESI全球排名前1‰，在粉末冶金等新材料領(lǐng)域擁有多個(gè)國(guó)家級(jí)平臺(tái)，完成國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目500余項(xiàng)。

聯(lián)盟還包括湖南中南大學(xué)湘雅口腔醫(yī)院、國(guó)防科技大學(xué)、長(zhǎng)沙奈斯醫(yī)療器械有限公司和湖南新領(lǐng)航檢測(cè)技術(shù)有限公司，形成了從材料研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、臨床驗(yàn)證到檢測(cè)認(rèn)證的完整創(chuàng)新鏈。

攻堅(jiān)路線(xiàn)：四個(gè)方向突破技術(shù)壁壘

李勇全在接受記者采訪(fǎng)時(shí)透露，項(xiàng)目組制定了清晰的攻堅(jiān)路線(xiàn)圖，主要從四個(gè)方向突破——開(kāi)發(fā)新一代氮化硅陶瓷燒結(jié)配方，實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能與生物相容性的“雙優(yōu)”；創(chuàng)新制備工藝，采用自研原料粉體+增材制造+微波氣氛脫脂燒結(jié)的技術(shù)路線(xiàn)；解決氮化硅種植體與骨粉、基臺(tái)、人工牙冠等的匹配難題；建立全面評(píng)價(jià)體系，從基因、蛋白質(zhì)層面揭示氮化硅陶瓷的生物相容性機(jī)理。

凱新科技燒結(jié)區(qū)中控系統(tǒng)

項(xiàng)目設(shè)定了高于國(guó)際先進(jìn)水平的技術(shù)指標(biāo)：氮化硅陶瓷抗彎強(qiáng)度≥1000 MPa，斷裂韌性≥10 MPa·m1/2；直徑2.8mm種植體疲勞強(qiáng)度≥140 N；直徑3.5mm種植體疲勞強(qiáng)度≥250 N。

產(chǎn)業(yè)化方面，項(xiàng)目計(jì)劃建立年產(chǎn)50萬(wàn)套氮化硅陶瓷種植體的示范生產(chǎn)線(xiàn)，徹底改變我國(guó)口腔種植體依賴(lài)進(jìn)口的現(xiàn)狀。

凱新科技產(chǎn)品展示

【專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)】

破解種植體依賴(lài)進(jìn)口的創(chuàng)新之路

凱新科技首席科學(xué)家 曾小鋒博士

氮化硅陶瓷種植體項(xiàng)目是我國(guó)生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的一次重要突破，其意義遠(yuǎn)超技術(shù)本身。項(xiàng)目牽頭單位衡陽(yáng)高新區(qū)凱新科技在工業(yè)氮化硅領(lǐng)域的技術(shù)積累為醫(yī)療應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，這種產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式值得充分肯定。

項(xiàng)目組設(shè)定的技術(shù)指標(biāo)高于國(guó)際先進(jìn)水平，展現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)的技術(shù)自信和創(chuàng)新能力。項(xiàng)目成功實(shí)施后將徹底解決我國(guó)口腔種植體產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口的“卡脖子”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從跟跑到并跑再到領(lǐng)跑的跨越。

該項(xiàng)目的重要意義不僅在于打破國(guó)外壟斷，更在于探索了一條高性能工業(yè)材料向醫(yī)療領(lǐng)域轉(zhuǎn)化的成功路徑，為其他類(lèi)型的人工植入物提供了新的材料選擇思路。

建議項(xiàng)目組在推進(jìn)技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，加強(qiáng)臨床應(yīng)用研究，建立完善的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系，積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，掌握行業(yè)發(fā)展話(huà)語(yǔ)權(quán)。同時(shí)要注重人才培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)，為我國(guó)生物醫(yī)用材料領(lǐng)域儲(chǔ)備更多優(yōu)秀人才。

凱新科技智能產(chǎn)業(yè)園效果圖

（衡陽(yáng)日?qǐng)?bào)全媒體記者鄧小山 通訊員廖承雄 陳運(yùn)劍）

責(zé)編：王皆清

一審：王皆清

二審：陳鴻飛

三審：徐德榮

來(lái)源：衡陽(yáng)日?qǐng)?bào)