[00338886]超声手术刀用超声换能器
联系人：陈骏
所在地：北京北京市
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技术详细介绍
合作方式：☒整体转让 ☒技术许可 ☒作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____
成果简介：
随着我国肝、脑肿瘤、骨科疾病等患者数量的增加，超声换能手术刀的市场需求增长迅速，作为先进压电材料超声换能器在医疗领域的重要大功率应用之一，其市场长期被国外强生等公司所垄断，致使其价格昂贵，难以满足普惠医疗的需求；在《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030 年）》中明确提出了突破生命健康、普惠医疗中的重大科技瓶颈的主要方向和科技部 2018 年要重点做好“科技支撑健康中国建设”的工作中又提出了推进重大产品攻关，加速推进医疗器械国产化、高端化、品牌化、国际化发展的目标的大背景下，超声换能手术刀国产化迫在眉睫。本团队经过长期研究，面向超声换能手术刀大功率医疗应用，研制出了高性能、高稳定性的先进压电材料及器件，将有望实现产业化对打破国外垄断、实现普惠医疗和促进社会经济发展。
成熟程度及推广应用情况：
目前处于何种研发阶段：☐研发 ☐小试 ☒中试 ☒小批量生产 ☐产业化；
样机：☒有 ☐无
已投入成本：100 万元。
推广应用情况：借助于北京科技大学广州新材料研究院中试孵化基地，与国内多家公司合作开展高频超声换能手术刀等器件的研究。
期望技术转移成交价格（大概金额）：1000 万元。
技术优势：
超声手术刀用换能器的关键技术就是压电陶瓷振子材料的研发与制备，需解决的卡脖子技术问题在于：一、难以同时拥有高的机械品质因数 Qm、压电系数d33、机电耦合系数 Kp以及较小的介电损耗 tanδ 等良好的综合机电性能，如通过设计氧空位、降低铁电畴翻转等手段提高 Qm、降低 tanδ 势必会引起 d33、Kp、ε 等参数的下降；二、难以维持高综合机电性能的良好稳定性（温度、频率等），如受压电陶瓷相界、铁电畴结构等因素的影响，目前国内多数团队研发的压电陶
瓷性能随温度的变化较大，难以满足实际的应用需求。本团队通过多年研发，获得综合性能优异的超声换能压电陶瓷，具体性能指标为 Qm~2580、kp~0.59、tanδ~0.006，该综合性能高于美国电力转换公司 APC841 型号产品。
性能指标：
机械品质因数 Qm~2580。
机电耦合系数 kp~0.59。
介电损耗 tanδ~0.006。
市场分析：
截止 2020 年 2 月底，全国三级医院 2762 家，二级医院 9730 家，若平均三级每年消耗 80 把，二级医院 50 把，每年保守预估消耗约 70 万把超声手术刀，进口定价 6000-7000 元一把，按 6500 元计算，国产定价 2000-3000 元一把，按2500 元计算。虽然近年来，清华大学，中科院声学所东海研究站、瑞声科技、南京森盛、瑞奇外科器械（中国）、北京安和加利尔科技有限公司等相关机构和公司都对超声手术刀进行了研发，也有一些系列的超声手术刀投产，但在质量和品
牌知名度等方面与国外产品仍然有较大的差距，中国超声手术刀的进口依赖度仍然在 85%以上。中国超声手术刀的进口来源地主要为美国、日本、韩国等。因此，我国急需研制高水平、价格适中的超声手术刀来满足广大患者的需求，中国超声手术刀的进口替代空间非常大。
经济效益分析：
通过中试研究，预计两年内实现量产。
成果亮点：
1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利 1 项，申请 1 项。
2. 成果来源：国家杰出青年基金、青年拔尖人才支持计划、北京科技大学广州新材料研究院成果孵化项目等。
3. 技术先进性：国际先进，利用本项目生产的超声换能器组装的手术刀具有发热少、运行稳定等优势，可媲美美国电力转换公司 APC841 型号产品和日本株氏会社医疗用富士陶瓷 C-213 型的性能，可实现进口产品取代，打破垄断局面。