纳米陶瓷复合人工髋关节与人工骨产业化项目可行性研究报告

知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 国家高技术产业化示范工程可行性研究报告 项目名称： 纳米陶瓷复合人工髋关节 与人工骨产业化 申报单位： 某某 生物医用材料有限公司 地 址： 某市某区 * 邮政编码： * 联 系 人： * 电 话： * 传 真： * 主持部门： 某 *发展计划委员会 报告编制单位： *咨询公司 二一年二月九日 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 目 录 第一章 总论 . 1 第二章 项目的意义及必要性、产业关联度分析 . 2 1项目的意义及必要性 . 2 2产业关联度分析 . 5 第三章 市场分析 . 5 1概述 . 5 2市场现状 . 7 3市场需求预测 . 11 4公司销售措施 . 13 第四章 厂址选择及建设内容 . 14 1厂址选择 . 14 2建设内容 . 15 第五章 工艺技术路线、设备选型及主要技术经济指标 . 15 1项目依托的技 术成果水平 . 15 2关键技术及产品的产业化研发内容和技术方案 . 17 3设备选型 . 20 4生产工艺流程 . 23 第六章 原材料供应及外部配套条件落实情况 . 27 1原材料供应 . 27 2外部配套条件落实情况 . 28 第七章 环保、节能、消防 . 28 1环境保护 . 28 2节能 . 30 3消防 . 30 4职业安全卫生 . 32 第八章 建设工期和进度安排 . 33 第九章 项目实施的管理及组织机构 . 33 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 1企业组织机构 . 33 2劳动定员 . 34 3人员培训 . 35 4经营组织 . 36 第十章 项目承办单位简介 . 36 第十一章 投资估算及资金筹措 . 37 1投资估算 . 37 2资金筹措 . 38 第十二章 财务效益分析 . 38 1有关基础数据的确定 . 38 2收入测算 . 39 3成本费用测算 . 39 4税金测算 . 39 5利润估算 . 40 6项目主要财务评价指标 . 40 7贷款偿还能力分析 . 41 第十三章 项目风险分析 . 42 1风险定性分析 . 42 2风险定量分析 . 43 附表： 附表 1 投资估算表 附表 2 销售收入和销售税金估算表 附表 3 流动资金估算表 附表 4 成本和费用估算表 附表 5 建设贷款偿还表 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 附表 6 损益表 附表 7 资金来源与运用表 附表 8 资产负债表 附表 9 财务现金流量表（全部投资） 附表 10 财务现金流量表（自有资金） 附表 11 固定资产 折旧 估 算表 附表 12 无形资产及递延资产摊销 估 算表 附件： 1国家发展计划委员会计司高技函 2000155 号关于进一步开展高技术产业化新材料专项项目可行性研究的通知 2 某某 医用材料有限公司营业执照（复印件） 3 某市 新技术企业批准证书（复印件） 4 某市 人民政府 某市 科学技术进步奖荣誉证书 5中华人民共和国医疗器械注册证 6知识产权转让证明 7生产场地租赁协议及房屋产权证 8环境保护 管理部门关于该建设项目环境影响审查的批复 9企业自有资金出资证明 10银行贷款意向书 附图： 1项目地理位置图 2项目平面布置图 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 第一章 总论 1项目名称： 纳米陶瓷复合人工髋关节与人工骨产业化 2项目法人单位： 某某 生物医用材料有限公司 3建设地点： 某市某区 信息产业基地 4建设内容：引进国际先进生产设备，利用纳米陶瓷复合材料生产人工髋关节及人工骨制品，年生产规模为生产人工髋关节 30000套，人工骨 2200 件，人工眼台 5000 个， HA 粉 500Kg，齿修复材料500Kg。 5建设期： 1 年。 6总投资及资金来源：项目总投资 7193.9 万元人民币，其中建设投资 6276.9 万元人民币，建设期利息 89.1 万元人民币，铺底流动资金 827.9万元人民币。企业投入自有资金 3693.9万元人民币，国家拨款 500万元人民币，银行贷款 3000万元人民币。 7可行性研究报告编制依据 （ 1）国家发展计划委员会计司高技函 2000155 号关于进一步开展高技术产业化新材料专项项目可行性研究的通知； （ 2）项目单位提供的有关资料； （ 3）国家及 某市 有关政策、法规。 8可行性研究报告结论 （ 1）该项目的建设对促进我国纳米产业和新型医用材料产业的发展，替代进口，发展民族产业具有重要意义，其建设是非常必要的 。 （ 2） 该项目的建设可通过高科技产品的产业化带动我国工业、医疗等产业的发展，使我国纳米生物医用材料的产业化生产进入国知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 际先进行列。 （ 3）项目承办方租赁厂房，改造装修后安装机器设备，进行产业化化生产。该场地具有良好的市政配套条件，可以满足该项目产业化生产的需要。 （ 4）该项目生产的产品市场需求较大，具有较好 的市场发展前景。 （ 5）该项目税后财务内部收益率为 74.2%，财务净现值为 31197万元（ Ic=12%），投资回收期 2.9年，平均投资利润率 90.77%，投资利税率 127.90%。财务分析结果表明，该项目具有较强的赢利能力，各项主要财务评价指标高于国家或同行业标准，经营期间可获得良好的经济效益，项目在财务上是可行的。 （ 6）风险分析表明，该项目具有较强的抗风险能力。 （ 7）该项目技术依托可靠，投资资金较为落实，产品生产与销售措施明确，为项目建设和经营提供了保障。 综上所述，该 项目的建设是可行的。 第二章 项目的意义及必要性、产业关联度分析 1项目的意义及必要性 1 1项目对促进我国纳米产业的发展具有重要意义 从 80 年代兴起的纳米技术 （ 1nm 10-9m） 是对物质的分子和原子等微观结构进行操作的新材料技术，也是发展信息技术、医疗器知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 械和解决环保等各种社会和经济问题所必需的基础技术之一。 日本在此研究领域占有优势。日本在从 2001 年开始实行的新 5年科技基本计划中，已经把以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域 。据 新华社报道，日本政 府决定把纳米技术作为今后科研的新重点，从 2001年起将实行 “官产学 ”联合攻关的方法加速开发这一高技术。日本通产、文部和科技三省厅将在 2001 年度的预算中列入总额为 330 亿日元（约合 3.1 亿美元）的研究开发经费，在 2001 年 1 月设立的 “物质材料研究机构 ”中建立 “纳米技术中心 ”。 美国政府在 2000年年初 已 把 纳米 技术列为国家技术战略目标，2001 年度的预算为 4.97 亿美元，比 2000 年度增加 1 倍。 西欧各国也在积极研究纳米技术，开发纳米材料。 其中纳米生物医用材料是重要内容之一。 由此可见，主要发达国家都把纳米技术 作为其科研重点和国家技术战略目标。 我 国对纳米事业非常重视， 1991年钱学森就指出 “我认为纳米左右和纳米以下的结构是下一个阶段科学发展的重点，会是一次技术革命，从而将是 21 世纪又一次产业革命。 ”纳米研究列入了我国“ 973”、“ 863” 计划，并且取得了突破性的成果 。纳米生物医用材料是纳米材料的重要方面，清华大学 某市 精细陶瓷实验室已成功地研究出纳米生物陶瓷，其纳米粉体已建成了中试生产线，并已验收。该研究项目于 1993 年获 某市 科技进步一等奖，继而又开展了纳米生物医用材料研究，为该项目产业化打下了基础，因此开展此项 目意义重大，非常必要。 因此，我国只有加大纳米技术研究和产业化的投资力度，尤其知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 是纳米复合材料生物医用材料的力度，才能保持世界领先地位。该项目不仅会促进生物医用材料的发展，并将 促进 我国纳米产业化的发展，其建设是十分必要的。 1 2项目对促进我国新型医用材料的发展具有重要意义 纳米生物医用陶瓷材料是纳米材料的最新发展方向之一，该项目采用纳米复合陶瓷材料制成股骨头，它使生物医用材料在强度与韧性、耐磨损等性能上有了进一步的提高，并用纳米 HA 生物材料作金属股骨柄外涂功能梯度涂层的外涂层，它的特色是结合强度高，生物相容 性好。这些纳米复合材料也可以制成性能优异的人工骨，它是一种新型的人体植入材料，首先是由清华大学 某市 精细陶瓷实验室（国家重点实验室）研制成功的，并已得到临床应用。用该材料制成的产品可用于骨科疾病造成的骨坏死、骨缺损和骨损伤患者的骨修复手术和髋关节置换手术及陶瓷人工眼台植入手术。 目前，我国人工骨、人工关节与人工眼台等产品几乎大部分依赖进口。我国是人口大国，仅人工髋关节需置换者就有约 100万人。面对这种严酷的形势，是应该优先考虑发展我国民族产业的时候了。 该项目就是针对上述情况，利用清华大学 某市 精细陶瓷实验室已 研究开发成熟的技术，建立纳米陶瓷复合人工髋关节与人工骨的示范工程生产基地，为我国提供急需的生物医用产品。因此， 该项目对促进我国新型医用材料的发展具有重要意义，其建设对替代相关产品的进口，发展民族产业是十分必要和迫切的 。 综上所述， 该项目的建设对促进我国纳米产业和新型医用材料产业的发展，替代进口，发展民族产业具有重要意义，其建设是非常必要的 。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 2产业关联度分析 该项目的建设可通过高科技产品的产业化带动工业、医疗等产业的发展，使我国纳米生物医用材料的产业化生产进入国际先进行列。同时使生物医用材 料行业结构合理，供需体系完善，适应市场经济发展的要求。另外可促进相关产业如化工、生物工程、机械加工业的发展。 纳米陶瓷复合人工髋关节和人工骨产品的生产，直接与医用材料及医疗器械相关。它使用的材料是纳米陶瓷生物材料（年需 1020 纳米颗粒的陶瓷材料 13 吨左右 ），可以带动新材料产业的发展。该产品的机械加工及检测设备需要先进的机械加工设备（如加工中心、近净成型加工设备、三维成型机等）和检测设备（如高分辨率的 X CT），从而促进我国高精密机械和分析仪器产业的发展。 第三章 市场分析 1概述 随着 科学技术的发展，以及人类对生活质量要求的提高，人工关节使用越来越被人类所认识。我国人工关节的应用只有 30年历史，国产人工关节的生产尚属起步阶段。早期的人工关节用不锈钢制造，但不锈钢的耐腐蚀性、强度不如钴合金和钛合金。钴铬钼合金是钴基合金，其耐腐性、耐磨性和综合机械性能都较好，是优良的植入材料。而钛合金表面易氧化生成致密的二氧化钛氧化膜，耐腐蚀性好，且比重轻，约为钴合金的一半，其弹性模量与人骨的弹性模量较接近，生物相容性好，生物界面结合牢固，是较理想的植入材料，知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 但耐磨性不如钴铬钼合金，更不能与纳米复合陶瓷股骨 头相比。 人工植入材料应用于骨科已有一百多年的历史，近二十年来有了更快的发展，己广泛的使用于骨、关节损伤与疾病的临床治疗。在骨折的固定、畸形的矫正、骨骼缺损与关节融合术中，用了各种各样的植入器件，人工骨更是骨科临床不可缺少的材料之一。所以医用生物材料与植入体的研究与生产在一些发达国家已成为重要的高新技术产业，为亿万患者创造了康复的条件，同时获取了高额利润， 纳米陶瓷人工关节制品是一种新型人体植入材料，植入人体后，具备对生理环境的相容性，长期使用条件下无毒，不会引发细菌和肿瘤，不影响免疫力和新 陈代谢。与金属材料制品相比，纳米生物医用陶瓷制品不会被生物组织腐蚀、吸收，而且耐磨性好、强度高，因此使用寿命长，是金属材料制品的 5 10 倍；对活体的亲和性与骨头的磨合性来说，也优于金属和高分子材料；纳米生物医用陶瓷制品的力学性能己超过人体骨的抗拉强度 (50 150MPa)、抗压强度(50 200MPa)，抗弯强度也大大提高。因此，该产品作为人体植入材料，具有更高的适用性、安全性和可靠性。 某某 生物医用材料有限公司组织开发的纳米复合生物活性陶瓷是利用纳米材料的特殊性能和羟基磷灰石 (HA)的生物活性，进 行复合制成的一种较理想人骨的替代体，临床上用于人体骨的修复与重建，因为它具有良好的生物相容性和与人体骨的良好结合性。以钛合金为基材喷涂以羟基磷灰石制成的人工齿，同时具有金属的机械强度和羟基磷灰石的生物活性。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 2市场现状 2 1人工关节市场现状 2 1 1国内市场现状 我国人工关节置换手术起步于 70 年代，比国外晚了 20年左右。人工股骨头置换曾是我国人工髋关节置换的主要部分，据 1993年第五届人工关节学术会议的统计，人工股骨头置换约占人工髋关节置换的 90。该项技术不仅大、中医院可以开展，而且 己普及到县级医院。近十年来，人工髋关节置换术己在国内得到突飞猛进的发展。随着国民经济的迅速发展和人们知识水平及生活水平的不断提高，我国人工关节正逐步跟上世界人工关节的发展步伐。 我国是 12 亿人口的大国，当前肢体不自由患者约 1500 万人，其中残疾 780万人，由于缺乏重建术及材料， 300余万人截肢，每年骨缺损和损伤患者近 300万人。其中年龄在 35 50岁之间的人股骨头发病率较高，约占人口数干分之三至干分之四左右。以前由于合金股骨头植入人体只能维持 6 10 年，之后还需要再次植入治疗，且人体只能植入 2 次，增 加了病人的痛苦和经济负担。纳米陶瓷人工关节制品的研制成功，可以彻底改变这种状况，一次植入基本上可确保终身，因此受到患者的认可。据统计，我国现在每年进行髋关节置换术近 3 万个，且每年以 15的速度增长，总需求约为 100万人。随着人民生活水平和文化素质的提高，将有更多的患者愿意接受髋关节的置换手术。 2 1 2国内制造人工关节企业的现状 据国家医药监督管理局统计，国内生产人工关节的企业仅有十知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 几家，大部分集中在 某市 ，主要厂家如下： （ 1） 某市 亚化人工关节开发公司 （ 2） 某市 京航生物医 学工程公司 （ 3） 某市 和平人工关节厂 （ 4） 某市 科矩公司人工关节厂 （ 5） 某市 钢铁研究总院 （ 6） 某市 骨科医疗器械厂 （ 7） 某市 集团公司 某市 钢铁研究所外科植入有限公司是与瑞士合资企业，生产钴铬钼合金人工髋关节， 1997 年产量为 8750 套，计划 2000 年产量约为 10000 套。航天部 621 研究所生产钛合金人工髋关节， 1997 年产量为 3000套，计划 2000年产量约为 5000-10000套。目前国内每年生产量总计约为 20000 套，每年进口量为 1-2 万套。上述数字仅 仅是金属人工髋关节，未包括该公司开发的先进纳米陶瓷复合人工髋关节。 2 1 3进口人工关节市场 进口人工关节由于质量高，品种规格齐全，手术工具配套，并提供良好的技术服务而受到欢迎。据了解，截止 1997年外国在国内注册的厂家已有 16 家，主要有美国的 Zimer公司、 Depy 公司、 Bomer公司、 StrykHomdcoc 公司；法国的 Lamdos公司；德国的 Pros Lenker公司等外国公司经营着五个国家的不同产品。国外厂商销售价格大约在 2 4万元人民币一套，生物陶瓷人工关节大约 4万元套，但国内 尚未开展。这些国外产品当前主要在上海、广州、 某市 、山东等大城市经济发达地区及内地省级医院得到应用。若以目前外国厂商每年在我国销售 20000套计算，销售额约为 4 8亿元人民币，但知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 目前国内缺少陶瓷人工股骨头的人工 髋 关节。 2 1 4国外市场概况 随着生物医学工程的发展，人工假体和各种固定材料的应用越来越广泛，现在欧美等发达国家每年人工髋、膝关节置换数量已经超过 50万人次。 1991 年仅美国髋关节和膝关节的使用量就有 30多万套，其中髋关节超过 25万套以上。发达国家人工关节使用率比我国高 5 8倍。 生物陶瓷作为医学材料，与金属材料、高分子材料相比具有生物相容性好的优点，正受到医学界的重视。就世界新型陶瓷总产值（ 2000年约为 200 250 亿 美元，且 平均每年以 7.2的速度递增 ）而言，这类陶瓷约占 5%。目前在氧化铝陶瓷及羟基磷灰石陶瓷等方面已取得了某些成果，开始了临床应用。早在 1974年欧洲就开始在人体上使用。美国联邦食品与医药管理局也允许使用氧化铝修补髋关节。此外，氧化铝近年来还被用于制作人造 膝 关节和骨骼固定螺钉及修补角膜。在过去的 20年间，磷酸钙陶瓷已被广泛用于修补牙齿及上颌骨，但就总体而言， 生物陶瓷还处于起步阶段，具有可观的潜在市场。 该公司开发的纳米医用陶瓷制品由于性能可靠，技术含量高，法国兰德公司已慕名前来，洽谈要求订购产品。 2 2人工骨市场现状 2 2 1市场概况 临床上由于创伤、肿瘤切除、感染以及发育异常等原因而致骨缺损的发病率较高，现有的方法中自体骨移植来源少，且会给病人知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 带来一定的痛苦，而异体骨存在排斥反应等问题。 羟基磷灰石 (HA)与人体骨和牙釉质内天然的 HA组成成分和晶体微观结构相似，是一种较理想的骨植入替代物，成为矫形外科使用的最主要的生物材料。临床上 以多孔型 HA 和颗粒状 HA 应用较多。实践证明， HA 无毒、无刺激性、无排斥反应、不老化、不致敏、不致癌。 HA 自 20世纪 70年代开始进入临床，由于其具有优良的生物相容性，可与骨组织发生化学性结合，并可促进骨生成，从而使其在临床上受到广泛的应用。目前在国外，人工骨已经广泛用于创伤或骨病引起的大面积骨缺损的修复，取得了较为满意的效果。临床上的 HA按形状分类，分为块状和颗粒状；按多孔性分类，分为致密、大孔、微孔。块体 HA是目前不负重部位骨缺损的常用材料，临床多用于上下颌骨、颧骨、眶弓、眶底的修复，可用于隆颏、 隆颅或隆鼻等的治疗，但由于 HA本身在生物力学性能上存在的不足，使其在应用上受到限制。为了改善这一状况， HA 作为复合材料的应用越来越受到重视，纳米复合是较可行的方案之 。 该项目生产的人工骨是由 HA与纳米材料复合，其强度有了一定的提高，可生产人工眼球、眼帘、鼻梁骨、颈椎瓣等。人工牙齿是由 HA涂层的金属钛材料制成的植入体，它具有满意的机械强度和生物活性。 在我国，医用生物材料科学与现代化生产技术已有相当的基础。但植入体的研究与生产远远落后于一些西方国家，因此我国生物材料市场大部分被西方国家占据。 该项目得到实施后，可以使我国生物材料落后的局面有所改变，并可进入先进国家行列。 2 2 2 国内人工骨及相近产品的生产企业 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 据了解，目前在国内，生产与该项目产品相近的企业主要有以下几家： （ 1）上海齿科材料厂 (生物型瓷牙 ) （ 2）上海贝琼齿材有限公司 (人造树脂牙 ) （ 3）上海新世纪齿科材料有限公司 (生物色牙托粉 ) （ 4）上海第二军医大学医药材料厂 (义齿基托树脂 ) （ 5）上海假肢厂 (假眼 ) （ 6）晨光化工研究院 (硅橡胶义眼台 ) （ 7）上海橡胶制品研 究所 (人工鼻梁、人工下巴 ) 3市场需求预测 据有关资料， 德国科学技术部对纳米材料和技术未来的潜力分析和预测说，到 2000 年，纳米材料结构器件市场容量约为 6375 亿美元，纳米材料薄膜器件市场为 340 亿美元，纳米粉体、纳米复合陶瓷及其它复合材料市场容量为 5457 亿美元，纳米材料超精度加工技术市场容量 442亿美元，纳米晶体材料及其生长技术市场容量 238亿美元，纳米材料的评价技术测量手段市场容量为 27.2 亿美元。市场的突破口很可能在信息、通讯、微电子、环境、医药等领域。 生物材料具有巨大的市场，全 世界植入人体的生物医用材料需求量己达 600亿美元，并且以每年 lO 15的速度增长。 美国生物材料及制品的销售额为： 1976年 5亿美元 1986年 20 亿美元 1989年 40 亿美元 1994年 80 亿美元 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 呈快速增长趋势。 矫形外科市场是第二医疗装置市场： 美国 1988 年矫形外科植入材料销售额为 10 13 亿美元， 1994年矫形及相关产品 36亿美元以上，占全世界的 50，欧洲占 30，亚洲占 16。 据统计资 料显示，市场现状为： 人工髋关节需求量： 美国 25多万套 /年 欧洲 15万套 /年 其他国家 5-10 万套 /年 国内 100万套 /年的潜在市场，仅 2001- 2005 年需手术者就约为 5-10 万套 /年 人工眼球： 全世界每年需 10万个 国内临床每年约 1万例 人工骨： 国内每年骨缺损和骨损伤患者约 300万人。 人工牙齿： 国内缺牙、牙损患者达人口总数的 1 5 1 3。 在我国每年仅人工骨、人工眼球、人工牙齿的需求量就约为 7 13亿美元。 由 HA纳米复合材料制成的人工眼球可由人眼 肌控制运动，具有逼真、美容的极佳效果；人工骨在 某市 中日友好医院的临床应用也受到医务工作者和患者的好评；人工牙齿也己进入临床。由于该项目开发的纳米复合生物活性陶瓷材料具有较高的科技含量和良好的应用效果，可望迅速打开销路，占领市场，达到销售目的。 随着社会和医学事业的发展，生物医用材料的市场需求呈递增趋势，其研究和发展正方兴未艾。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 4公司销售措施 为保证销售目标的实现，该公司采用了以下销售措施： （ 1）成立了销售总公司，并将建立区域代理，国家代理，并在美国、日本成立销售分公司。 （ 2）与各大科研院所建立联系网络，采取科、工、贸合作的有效办法，提高了开发市场的速度。 科研机构： 国内：与清华大学 某市 精细陶瓷实验室 (国家重点实验室 )、 某市 大学人民医院、 *医院、 *医院、 Aa医院、 bb医院、 cc大学、 dd医 科大学、 某市 大学 ee学院等有合作关系 国际： * （ 3） 利用现代化的电子商务渠道，形成了有公司自己特色的渠道畅通、设备先进的国际市场信息网。并通过 Internet 网制作了 Web主页，进行网上宣传 与销售 。 （ 4）建立具有 专业技术的销售人才队伍，公司各销售网点都有熟知生物医用材料及制品的应用与开发技术的销售业务骨干，能够更好的开拓和发展生物医用陶瓷市场。 总之，该项目产品是以市场需求为营销原则，而且企业有健全的销售机构，有灵活的销售政策。项目产品属高科技产品，符合国家的高新技术产业政策。因此该项目产品市场可观，前景广阔。 5产品方案及建设规模 根据产品市场现状及未来发展预测，确定产业化的产品品种方知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 案及年生产能力如下： 序号 产品名称 产量 1 纳米陶瓷复合人工髋关节 30000套 2 纳米陶瓷 人工骨 2 1 磷酸钙生物陶瓷植入材料（颗粒与板块状） 500kg 2 2 生物陶瓷人工眼台 5000个 2 3 磷酸钙基生物陶瓷人工骨 2200件 2 4 齿科修复材料 500kg 从加工原料需要量分析， 该 项目建设规模为年处理纳米粉、 HA粉共 13t 左右 。根据市场需要，可拓宽生产其它品种人工骨。 第四章 厂址选择 及建设内容 1厂址选择 （ 1）地理位置 该公司位于 某市 中关村科技园区上地信息产业基地，占地面积20亩。具体地点位于 某市某区 信息产业基地东北旺南路 32号， 东起信息 路，西至东馨园小区，南临市政绿化带， 北至上地二街。 （ 2）自然条件 某市 位于北纬 39056，东经 116020，属温带季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎热潮湿，春季干旱多风，秋季天高气爽。年平均气温 11.3， 1 月平均 -4.5， 7 月平均气温 25.5。常年平均降水量 630mm，其中 76%以上集中在 6、 7、 8三个月。全年主导风向为南风，次主导风向为北风，年平均风速 2.2m/s。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 2建设内容 厂区内现有二个车间和一个产品研究检测中心，总建筑面积6450.4平方米。其中，人工髋 关节制造车间 2000平方米，人工骨制造车间 2000平方米，产品研究检测中心 2450.4平方米。 该生产场地为 某某 生物医用材料有限公司为进行纳米陶瓷复合人工髋关节与人工骨产业化项目而租赁的 ，租期 30年， 产权为 某市东北旺农场 所有。 因此，该项目不需新建厂房，只需对现有厂房进行改造即可。厂房改造内容主要为安装通风设备及部分内装修，使其生产环境达到生物材料生产的标准，现改造和装修工程大部分已完成。 在车间改造和装修工程完成后，根据需要按产品生产工艺流程设计、安装各种机器设备，组成不同生产线。 第五章 工艺技术路线、设备选型及主要技术经济指标 1项目依托的技术成果水平 该项目依托清华大学 某市 精细陶瓷实验室（国家级新型陶瓷与精细工艺重点实验室）的中试研究成果，在中试基础上由国家级专家按产业化规模进行设计生产，主要产品已获国家医药监督管理局批准和国家指定单位的检测，在符合国家标准的前提下进行生产。该项目的整个工艺流程都进行了中试验证，现仅在扩产、加工的自动化水平和质量保证体系上加以提高。按产品分类，对不同的生产车间分别建立生产与质量评价管理体系。 纳米陶瓷复合人工髋关节的 主要技术特点是用纳米陶瓷复合材知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 料（ ZrO2 Al2O3等 ）制备股骨头，纳米陶瓷原料由清华大学精细陶瓷实验室提供，该项目曾获 某市 科技进步一等奖。由于纳米化它的抗弯强度可以达到 900 1100MPa，而韧性达到 9 12MPa m1/2，各项技术指标均已由医管局认定并符合国际标准和国家医药监督管理局认定的指标。其特点是生物相容性好，耐磨性好，基本不产生腐蚀，磨屑量极少，使用寿命大大提高（与金属材料相比，提高了 5倍以上）。在加工工艺上采用近净成型技术，既保证了产品质量，又提高了成品率。采用 X CT 无损评价技术，对纳 米股骨头进行检测与评价，保证了产品的可靠性和安全性。 为增加股骨柄的生物相容性，该生产工艺的又一特点是在股骨柄上喷涂梯度层，再喷涂纳米复合的 HA。这样既保证了涂层的结合强度，又保证了生物活性 HA 涂层的长期可靠性。 该项目生产的产品就是纳米陶瓷复合人工股骨头与纳米生物陶瓷 HA 的功能梯度的股骨柄组成的人工髋关节。 这些综合技术使人工髋关节可安全可靠地长期使用。今后发展为将产品的设计生产与用户需求一体化，按用户的尺寸需求订制生产。 在人工骨生产方面，重点是保证磷酸钙骨修复材料达到可逐步降解与新骨成 长相匹配，因此采用一定的降解相含量成份含在人工骨及填充的磷酸钙生物陶瓷复合材料中。 另外在多孔磷酸钙复合材料中，用三维成型办法制造复杂植入件，如人工眼台、耳钉骨等。对非降解的人工骨和人工眼台，用纳米 ZrO2和 SiC 进行强化增韧有原位生成的 HA 自增韧强化作用。这是该生产工艺的又一特点。整个产品指标已达到国家医药监督管理局指定单位检测的认定水平，并获得医管局的指标认定文件或批准知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 生产的证书。 2关键技术及产品的产业化研发内容和技术方案 2 1产品质量标准 （ 1）人工髋关节标准执行 外科植入用半髋或全髋关节氧化锆生物陶瓷股骨头假体 某市 赛奇特种陶瓷功能制品工程研究中心企业标准 QC/KSQ002 1999。 外观及尺寸等主要参照 YY0118 1993髋关节假体制定，密度、化学组成、显微结构、材料三点弯曲强度等主要参照 ISO13356：1997 制定，耐磨性测试试验、耐磨蚀性测试试验参照 ISO6474： 1994标准执行。 有关技术性能指标如下： 髋关节技术质量指标表 序号 项 目 指 标 1 密度 5.7g/cm3 2 化学组成 ZrO2 HfO2 Y2O3 CeO2 Al2O3 99% Y2O3 4.5 54 HfO2 5% Al2O3 6.5% 其它氧化物 0.5 3 显微结构 平均晶粒度 1 m 4 维氏硬度 8GPa 5 材料三点弯曲抗弯强度 800MPa 6 断裂韧性 KIC 8MPa m1/2 7 股骨头假体抗最大压力 15KN 8 耐磨性 磨削体积 0.01m3/h 9 溶血试验 溶血率 5% 10 细胞毒性试验 细胞毒性 0 1 级 11 染色体畸变试验 畸变细胞率 5% 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 12 Ames 试验 诱变试验阴性 13 微核试验 微核率 5% 14 致敏试验 无过敏反应 15 骨内植入试验 局部组织无反应或轻度反应 （ 2）人工骨、齿科修复材料及 HA 制品标准执行外科植入用磷酸钙基生物陶瓷制品 某市 赛奇特种陶瓷功能制品工程研究中心企业标准 Q/ZSQH631 1998。 化学组成主要参照美国试验与材料学会 ASTMF1185 1988外科植入用羟基磷灰石陶瓷组分标准规范、 YY0305 1998羟基磷灰石生物陶瓷和 ASTMF1088 1987外科植入用磷酸三钙标准规范制定。溶解度试验、密 度试验、粒度分级及试验引用 YY035 1998 标准。 有关技术性能指标如下： 人工骨技术质量指标表 序号 项 目 指 标 1 化学组成 1.1 纯羟基磷灰石产品 钙磷原子比 Ca/p 1.67 0.02 磷酸钙基生物陶瓷制品 钙磷原子比 Ca/p 1.5 1.67 1.2 相成分 羟基磷灰石磷酸三钙含量 95 其中，羟基磷灰石含量 30 1.3 微量杂质元素和重金属极限（ mg/kg）（ ppm） As 3， Cd 5， Hg 5， Pb 30，重金属总量（以铅计） 50 2 物理性能 2.1 外观 白色，无肉眼可见杂色物。致密块状型产品的表面应无缺损、无裂纹。 2.2 密度及容量 致密块状型 、 致密 园颗粒型：密度 3.00 0.05g/cm3，多孔块状型，多孔碎块状颗粒型，人工眼台：容量 2.80g/cm3，孔隙率 12 60，平均孔径一般为 100 600 m。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 2.3 溶解性 条件：制品与离子水 1:99 的重量比混合，温度 37，时间 24h，浸出液 PH 6.5 7.5。 3 力学性能 抗压强度 致密块状型 200MPa 多孔块状型、多孔碎块状颗粒型、人工眼台 3MPa 致 密 园颗粒型：单棵粒负荷力 5N 4 生物学性能 4.1 溶血试验 溶血率 5 4.2 细胞毒性试验 细胞毒性 0 1 级 4.3 短期全身毒性试验 经口途径无毒性 静脉注射急性全身毒性试验 无毒性 4.4 Ames 试验 诱变试验阴性 4.5 致敏试验 无过敏反应 4.6 骨内植入试验 局部组织无反应或轻度反应 4.7 皮下植入试验 无反应或轻度反应 4.8 无菌试验 培养管中无菌生长 2 2关键技术与技术方案 利用清华大学 某市 精细陶瓷实验室的纳米陶瓷复合粉体，采用冷等 静压成型法，它的压力从各个方面均匀传递，压坯密度分布均匀，无孔隙，致密度高，强度高；经按设定时间温度曲线进行中、高、低温烧结处理，进一步提高产品强度；采用国际先进的多功能程控加工中心，保证产品的加工精度；在冷等静压及烧结后的几个关键工艺环节中对中间产品进行 X CT检测，以确保压坯密度均匀，内部无缺陷。 生产工艺过程采用了清华大学研制的配方混料、喷雾干燥造粒、冷等静压成型、按设定曲线烧结控制、高精度加工中心完成外形加工、 X CT断层检测技术和专有技术等，从而保证了产品有较高的技术含量和质量性能等标准。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 2 3技术成熟度 该项目及产品是由清华大学 某市 精细陶瓷实验室研制开发的，并得到医学界的临床配合，临床效果极佳。其中纳米陶瓷髋关节在国内著名医学专家郭兴唐教授指导下，已进行了数十例临床应用，并通过了著名医学专家卢世璧院士的鉴定：各项应用与检测指标都达到了世界先进水平；人工眼台在 某市 同仁医院、上海、广州、沈阳等医院进行了数十例临床应用，达到了预定的临床目标；其它人工骨材料也已开始进入临床阶段。该项目拟开发的产品已在清华大学 某市 精细陶瓷实验室进行中试并在临床应用，已经取得了生产和应用方面的经验。 研究与实践证明该项目技术可靠，成熟度高，产品质量达到国际同类产品标准，已具备产业化生产条件。 3设备选型 设备清单如下： 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 序号 名称 型号 数量 价 格 ( 万 美 元 ) 产地1 搅拌磨 5-S 2 13 美国2 造粒实验机 F O C - 1 5 , - 2 0 2 16 日本3 冷等压机 P T X 1 45 美国4 数控车床 S c h a u b l i n 1 2 5 - C N C 2 14 瑞士5 三轴研磨机 4 14 日本6 X C T 检 测 仪 B i r A C T I S 1 0 0 1 60 美国7 精度检测仪 T 8 0 0 0 D 2 11.8 德国8 磨床 S 2 1 C N C 2 50 瑞士9 精密球磨床 M i c r o fi n i s h 2 75 德国10 快速成型机 F D M - 3 0 0 0 1 14.5 美国11 数控加工中心 C O R N I T I 1 35 意大利12 荧光频谱分析仪 S R S 3 4 0 0 1 16.3 德国X 光 衍 射 仪 D 8 A d v a n c e 1 41 德国13 压汞仪 M a s t e r - 6 0 1 6 英国Z e t a 电 位 仪 3 0 0 0 H S 1 2 英国激光粒度测定仪 M a s t e r s i z e r 1 2 英国14 全自动显微硬度仪 A M H 3 2 1 2 美国试样切割设备 L s m - 1 7 5 1 4 美国试样抛光设备 S S - 2 0 0 0 1 1.2 美国试样镶嵌机 P R 2 5 1 0.8 美国15 原子力显微镜 A u - C P 1 9.64 美国16 热分析仪 S T A 4 4 9 1 8.34 德国17 力学性能分析仪 A G - 1 0 0 1 8.5 日本18 超低温冰箱 U L T - 1 3 8 6 1 0.58 美国生物安全柜 S G - 4 0 3 1 1.09 美国生物安全柜 S G - 6 0 3 1 1.05 美国真空烘箱 1410D 1 0.51 美国真空烘箱 1450D 1 0.74 美国喷雾干燥机 S D - 0 5 1 2.57 英国19 烧结实验炉 N 2 0 0 / H S 5 20 德国小计 43 4 7 6 . 6 2 设备清单知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 序号 名称 型号 数量 价 格 ( 万 美 元 ) 产地凝胶成像仪 BIO-PRI 1 0.97离心浓缩仪 RVC-21 1 0.82电子天平 Sartoriu 1 3.13 德国超声波清洗 T1040H 1 0.32 美国纯水器 ZMQS5 1 0.47 美国粘度计 RVDV+C 1 1.13 美国水浴摇床 Memm 1 0.19 德国加热干燥箱 Vacuub 1 1.23 德国耐腐蚀真空泵 Sigma 1 0.38 德国冷冻离心机 Hund 1 1.18 德国20 显微镜 DE40 1 0.45 德国密度计 WTW 1 1.31 瑞士酸度计 Heidop 1 0.52 德国旋转蒸发仪 Heidop 1 1.24 德国磁力搅拌 H+P 1 0.6 德国高压灭菌锅 INCO2/1 1 1.12 德国二 氧 化 碳 培 养 箱 Christ 1 1.12 德国冷冻干燥箱 OCA20 1 1.7 德国接触角测量仪 Seward 1 3.19 德国冷冻切片机 1 1.75 德国21 红外光谱分析仪 FTIR-890 1 2.4 日本紫外光谱分析仪 UV-2501 1 2.16 日本22 扫描电子显微镜 XL30ES 1 48 Philips透射电子显微镜 TecnaiF 1 74 或 J o e l23 多谱乐血粘度仪 CS/CSR 1 10 德国24 冷等静压仪 DorstPH2 1 9 德国25 快速成型仪 FDM3000 1 20 美国26 慢速锯 Isomet 1 1.5 瑞士27 立体显微镜 SMZ1500 1 1.2 日本28 混匀实验机 HM20 1 3 德国29 电动搅拌仪 Z1100 1 0.3 日本30 Oscillating theom OsRh 1 3.5 英国31 等离子喷涂设备 GTV-MF 1 40 德国小计 33 237.88合计 76 714.5设备清单（续）为达到生产加工条件，保证产品质量，拟引进国际先进生产设备，使项目在技术装备上先进可靠。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）倾心为您整理（双击删除） 4生产工艺流程 4 1纳米陶瓷复合人工髋关节的生产工艺 髋关节由髋关节股骨头、股骨柄、髋臼组成。 髋关节股骨头： 由清华大学 某市 精细陶瓷实验 室提供的经过混合的微米级原料及纳米粉（主要成份有 ZrO2、 Al2O3、 Y2O3 等 ）按产品要求的比例进行配粉后，加入去离子水、酒精、粘结剂等助剂，由搅拌磨进行混合，此过程也可进行原料细化或改变配方处理。混合好呈浆状的原料经喷雾干燥塔利用气流干燥原理，在控制温度