拥有完整三螺旋结构的牛跟腱Ⅰ型胶原，具有优异的力学强度、良好的生物相容性、生物降解性、低免疫原性等性质，成为止血海绵、人造皮肤、骨修复材料、人造血管和瓣膜、细胞培养支架、面部填充剂等医疗器械和医美领域的重要原材料，市场潜力巨大。三螺旋构象是胶原蛋白理化特性和生物学活性的基础，提取过程保护胶原三螺旋结构的完整性、去除免疫原性端肽、内毒素脱除等技术难点，导致天然提取的Ⅰ型胶原难以量产，胶原纯度可控降解难以满足医疗器械与医美的需求。基于多年在明胶和医用明胶产业的技术积累，理化所研究团队于2020 年开始，开展医用低内毒素牛跟腱Ⅰ型胶原的产业化攻关，具备建设年产百公斤级Ⅰ型牛跟腱胶原生产线的技术、检测、工业化生产线规划及产品在下游领域应用的技术指导能力，可以与医美制剂生产企业合作开发面部植入物剂型，提高胶原的自组装效率与填充效果；可与医疗器械生产企业合作开发基于胶原的Ⅲ类医疗器械，为医疗器械和医美企业量身定制适合的天然提取型胶原产品。
现有癌症检测方法难以满足癌症早筛需求，血液基肿瘤标志物准确率低、图像学检测排队周期长、穿刺组织活检无法频繁复查。液体活检为基础的检测手段实现无创高效实时的癌症检测，涵盖癌症诊疗多方面，适配多种高发癌症。但现有技术面临复杂流体条件下细胞丢失、破碎，以及因细胞异质性和背景细胞干扰等严重问题引发的假阴性、假阳性率高等问题。同时成本高昂、检测流程繁琐、人工判定易出错，难以形成统一标准，仅停留在各自技术的特殊应用范围，限制其在癌症早筛等领域的市场前景。受自然界启发，项目团队制备了仿生免疫细胞结构芯片与配套试剂盒生产线，并用于泛癌 CTCs 的高效特异性识别与捕获。实现对 16 种上皮性癌症以及 3 种间充质性癌症来源的癌细胞的快速高效分离。为临床癌症检测提供重要技术支撑，提升检测准确性和可靠性。全技术链条将成本降低至竞品的 5%。为了优化 操作流程，降低手动操作误差，开发 CTC 自动化检测设备，全面提升分离效率、增强结果的可信度、减少低效重复劳动，并缩短疾病检测所需的时间。目前初代样机已成功搭建，实现与试剂盒的适配，自动化完成 CTC 分离、染色、成像识别。仅需 20 分钟人工操作便可在每日完
当材料与血液相接触时，两者的界面会发生反应，如血栓的形成，从而限制了高分子材料在血液接触材料上的应用。通过水凝胶涂层的方法，解决了 ECMO 管路的三个方面问题：避免全身抗凝过量风险：低免疫原性抗凝：有效地防止内层脱落：由抗凝涂层到水凝胶管路设备的研制。
本项目面向国家在肿瘤先进治疗前沿技术领域内的重大需求，首次提出基于液态金属的射频消融方法。液态金属射频消融作为先进治疗前沿技术领域中的崭新理念，扩展了传统射频消融的技术范畴，在肿瘤高效治疗方面展示出独特价值。这一新方法有望为突破传统射频消融的技术瓶颈提供新的解决途径。射频消融技术是一种基于高频电流生物热效应实现靶向癌细胞热摧毁的肿瘤微创疗法，广泛用于肝癌等实体肿瘤治疗。本项目提出一种基于液态金属的新型射频消融方法，即以循环流动的无毒性镓基液态金属作为导电和导热介质，融合了射频能量远距离输出和电极局部温度可控技术，解决了现有射频消融存在探针直径偏大、消融范围小、刚性电极难以适应于腔道肿瘤治疗等难题。目前团队已研制出液态金属射频消融系统的样机，并完成了动物试验。 主要创新点包括： 1.提出基于液态金属的新型射频消融方法，将液态金属同时作为电极和冷却介质，克服了现有射频消融存在能量输出距离短、电极局部温度高、探针直径偏大等弊端，显著提升了消融能力。 2.发展出适合腔道肿瘤治疗的液态金属柔性射频电极技术。现有射频消融技术，无论是冷极射频探针还是伞状射频探针都很难满足腔道肿瘤的治疗需求。
脑卒中，作为威胁我国国民健康的重大疾病，其防治形势依然严峻。《中国脑卒中防治报告 2024》的最新数据显示，我国 40 岁及以上人群脑卒中现患人数已高达 1242 万，且发病人群呈现年轻化趋势，对我国医疗卫生体系和社会经济发展带来了巨大的挑战。目前，静脉溶栓是脑卒中治疗的主要手段，但其时间窗”限制（通常为发病后 6 小时内）以及极低的患者达标率（不足 5%）严重制约了临床疗效，导致大量患者错失最佳治疗时机，最终面临致残甚至死亡的严重后果。此外，即使在时 间窗内接受溶栓治疗的患者，也常常面临再灌注损伤这一棘手难题，进一步加剧了病情恶化。本项目正是针对上述临床迫切需求而提出的。我们致力于开发新一代高性能生物制剂，突破现有溶栓疗法的时间窗限制，实现超时间窗”溶栓治疗，为更广大的脑卒中患者争取宝贵的治疗机会。更重要的是，我们所研发的生物制剂将高效缓解再灌注损伤，从根本上改善患者预后，显著降低我国脑卒中的致死率和致残率。
高温超导技术是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。第二代高温超导带材具有高超导转变温度、高载流能力以及高不可逆场，在可控核聚变、超导电力等强磁、强电领域有着巨大的应用前景。高温超导带材结构中，超导层是陶瓷脆性材料，力学性能较差，需要金属基带作为涂层导体的载体。目前，高温超导基带材料全部依赖进口且价格昂贵，本项目研制的高温超导基带材料预期替代进口高温合金基带，大大降低成本，进而促进我国超导相关产业的发展。