Novi postopki obdelave biomimetičnih vaskularnih vsadkov
Oznaka in naziv projekta
J3-2533 Novi postopki obdelave biomimetičnih vaskularnih vsadkov
J3-2533 New startegies for fabrication of biomimetic vascular implants
Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: doc. dr. Ita Junkar
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
Bolezni srca in ožilja povzročajo na milijone smrti po vsem svetu in predstavljajo resno breme zdravstvene oskrbe. Zdravljenje obolelih krvnih žil poteka z minimalno neinvazivnim načinom, ki predstavlja vstavitev razširljivega cevastega stenta. Vaskularni stenti so že rešili nešteto življenj, žal pa njihove površinske lastnosti še zdaleč niso optimalne. Zato so bila številna raziskovalna prizadevanja usmerjena v optimizacijo njegove površinske učinkovitosti. Tako so bile razvite različne strateške prevleke, da bi izboljšali površinske lastnosti, tako imenovanih stentov iz golih kovin (bare metal stents - BMS) in razvila se je nova generacija stentov za izločanje zdravil (drug eluting stents - DES). Glavna gonilna sila je bila zatiranje hitrega proliferiranja gladkih mišičnih celic SMC), kar je povezano z zožitvijo stene žil (restenoza se pojavi v 30-50%). Kmalu je postalo očitno, da DES tega vprašanja ne more popolnoma rešiti, saj na žalost prevleke zavirajo rast SMC, žal pa je bila tudi zavirana rast endotelijskih celic (endothelial cells – EC), kar je povečalo tveganje za trombozo. Od takrat se izvajajo različni poskusi za izboljšanje površinske učinkovitosti žilnih opornic, žal pa so bila narejena le postopna izboljšanja. Zgoraj navedena vprašanja jasno kažejo, da je treba iskati nove strateške površinske obdelave. Zato cilj predlaganega projekta usmerja to vprašanje predvsem zato, ker so predlagani novi pristopi za površinsko obdelavo, ki temeljijo na biomimetičnih površinah, navdihnjene iz narave in bodo izdelane s kombinacijo novih tehnik obdelave površin; obdelava s plinsko plazmo, hidrotermalna obdelava in plazemska anodizacija, kjer se bo uporabljal atmosferski plazemski curek. Prva dva pristopa se bosta uporabljala v kombinaciji, medtem, ko je plazemska anodizacija nov postopek in se lahko uporablja samostojno ali v kombinaciji s plinsko plazmo. Glavni cilj je pridobiti nanostrukturne površine, ki usmerjajo različne celice in lahko spodbujajo rast določenih vrst celic nad ostalimi celicami. Površinska obdelava z visoko reaktivno plazmo bo uporabljena za optimizacijo visokokakovostnih oksidnih plasti na površini titana, za izboljšanje biološkega odziva in korozijske odpornosti. Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani. Povezava na SICRIS.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani. Povezava na SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
Naloga 1:
Nanostrukturiranje površine Ti, Ti6Al4V in NiTi s hidrotermalno obdelavo (0-10 mesecev projekta) Naloga je bila v celoti opravljena, saj je bila dosežena izdelava nanostrukture titanovega oksida na različnih substratih; Ti in Ti zlitinah. Rezultate smo objavili, vidne so tudi razlike med različno kombinacijo obdelav (pred obdelava s plazmo in samo hidrotermalna obdelava).
Naloga 2:
Optimizacija pogojev plazemske obdelave nizkotlačne plazme (1-10 mesecev trajanja projekta) Optimizacija pogojev plazemske obdelave za tvorbo plasti titanovega oksida na površini titana in Ti zlitin je bila v celoti dosežena. S hidrotermalno tehniko smo tvorili različne nanostrukture izbrani parametri pa se uporabljajo za nadaljnje biološke študije, ki so del naloge 5.
Naloga 3:
Plazemska elektroliza (1-18 mesecev trajanja projekta) Pridobljene so bile informacije o možnem nanostrukturiranju in oksidiranju titana in titanovih zlitin s plazemsko elektrolizo, ki je bila opravljena z uporabo okolju prijaznimi elektroliti, vendar rezultati še niso objavljeni, ker so rezultati v postopku patentne prijave.
Naloga 4:
Površinska analiza modificiranih površin s hidrotermalno obdelavo, nizkotlačno plazmo in plazemsko elektrolizo (3-24 mesecev trajanja projekta) Sistematične študije površinskih lastnosti Ti in titanovih zlitin po različnih postopkih obdelave so bile sistematično analizirane in ustrezni članki so že objavljeni, drugi članki pa bodo sledili z združevanjem različnih površinskih topografij in biološkega odziva.
Naloga 5:
In vitro biološki odziv modificiranih površin (13-32 mesecev trajanja projekta) Po optimizaciji plazemske obdelave in določitvi ustreznega postopka sterilizacije smo analizirali biokompatibilnost/hemokompatibilnost dobro karakteriziranih nanostrukturiranih površin. Nekateri rezultati so bili že objavljeni, drugi članki na to temo ter analize biokompatibilnosti in staranja pa so še v teku.
Naloga 6:
Vodenje in koordinacija projekta (0-36 mesecev trajanja projekta) Vodenje in koordinacija projekta je potekala ves čas trajanja projekta, partnerji pa so imeli redne sestanke za spremljanje napredka in ocenjevanje možnih inovativnih pristopov, ki bi jih lahko upoštevali pri pravicah intelektualne lastnine. Ena patentna prijava je tik pred vložitvijo.