Protibakterijske zlitine: razvoj z aditivno 3D tehnologijo, karakterizacija in klinična uporaba
Oznaka in naziv projekta
J7-4637 Protibakterijske zlitine: razvoj z aditivno 3D tehnologijo, karakterizacija in klinična uporaba
J7-4637 Antibacterial alloys: development by additive 3D manufacturing, characterization and clinical applications
Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: Ingrid Milošev
Sodelujoče raziskovalne organizacije:
2. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
3. Ortopedska bolnišnica Valdoltra
4. Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta
5. Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
Zdravljenje s starostjo povezanih bolezni kot so artritis in bolezni zob se ustrezno povečuje. V EU se letno vgradi približno 1,5 milijona ortopedskih in 5,5 milijona zobnih vsadkov (implantatov). Implantirani materiali morajo izpolnjevati številne zahteve, kot so biokompatibilnost, osteointegracija, korozijska in obrabna odpornost. Toda tudi če so vse te zahteve izpolnjene, lahko vsadek zaradi okužbe odpove. Okužba je najhujši zaplet kirurške operacije, ki zahteva dolgotrajno antibiotično zdravljenje, zelo pogosto odstranitev vsadka in celo amputacijo. Naraščajoči pojavi protimikrobne odpornosti, povezani s pomanjkanjem novih antibiotikov, kažejo potrebo po novih pristopih, ki bi lahko preprečili nastanek okužbe. Namen projekta je razviti nov razred kovinskih biomaterialov za izdelavo vsadkov z lastno protibakterijsko funkcijo za preprečitev in blažitev okužbe v daljšem obdobju. Izhajamo iz najpomembnejšega komercialnega materiala, zlitine Ti-6Al-4V, ki jo bomo proizvedli z aditivnimi tehnologijami in dodali baker kot znano protimikrobno sredstvo in hkrati esencialen element v človeškem telesu. Znanstveni izzivi vključujejo razvoj zlitine Ti-6Al-4V-xCu z optimizirano vsebnostjo bakra, ustreznimi mikrostrukturnimi lastnostmi, minimalno poroznostjo in primerno hrapavostjo, primernimi mehanskimi lastnostmi, visoko korozijsko odpornostjo, antibakterijsko aktivnostjo proti klinično relevantnim sevom bakterij in biokompatibilnostjo. Vzporedno bomo retrospektivno analizirali okužbo ortopedskih in zobnih vsadkov v klinični praksi v zadnjih desetih letih in prospektivno spremljali pojavnost okužbe vsadkov v naslednjih treh letih. Na podlagi pridobljenih podatkov bodo postulirane zdravstvene klinične smernice za okužbe, povezane z vsadki. Rezultati projekta bodo pomembni za medicinsko skupnost, razvoj tehnologije in materialov ter naravoslovje. Nenazadnje bodo rezultati izjemno pomembni za bolnike, ki trpijo zaradi okužbe vsadka.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
1. Faza: Retrospektivne in prospektivne klinične študije
2. Faza: Razvoj protibakterijske zlitine Ti-6Al-4V-Cu
3. Faza: Naknadna obdelava zlitin Ti-6Al-4V-xCu
4. Faza: Karakterizacija materiala in mehanskih lastnosti
5. Faza: Korozijske lastnosti materialov
6. Faza: Protibakterijske lastnosti in biokompatibilnost materiala
7. Faza: In vivo živalski postopki