Zespół Innowacji, Technologii i Analiz

Projekty z zakresu ochrony zdrowia

Projekty z zakresu ochrony zdrowia

 

Nowe strategie modyfikacji powierzchni metalowych implantów

Nazwa projektu

Nowe strategie modyfikacji powierzchni metalowych implantów do zastosowań medycznych

Kierownik projektu 

Prof. dr hab. Janusz Kasperczyk

Okres realizacji 

23.09.2016-22.09.2019

Wartość projektu 

778 939,00

Cel projektu 

Implanty metalowe są powszechnie stosowane w medycynie. Posiadają one znakomite własności mechaniczne, ale mogą ulegać korozji, co komplikuje proces leczenia i może oznaczać konieczność ponownej ingerencji chirurgicznej. Innym problemem jest występowanie infekcji bakteryjnych w miejscu implantacji. Infekcja bakteryjna i rozległy stan zapalny zaliczane są do głównych przyczyn komplikacji po zastosowaniu tytanowych implantów ortopedycznych. Są bardzo trudne do leczenia, powodują powikłania w procesie leczenia, zwiększają koszty opieki zdrowotnej i mogą prowadzić do zwiększenia nawrotów.
Dlatego też rozwiązaniem może być stosowanie biodegradowalnych pokryć uwalniających lek, które zapewnią ochronę przed korozją implantu oraz ochronę przeciwbakteryjną. Opracowanie takich pokryć wymaga jednak przeprowadzenia szeregu badań podstawowych obejmujących optymalizację procesu przygotowania tytanowego implantu, syntezę i selekcję optymalnego polimeru stanowiącego pokrycie oraz wybór najlepszej metody nanoszenia pokrycia na metalową powierzchnię (Ryc. 1). Zasadniczym celem naukowym projektu będzie zatem ustalenie wpływu: 1) warunków modyfikowania warstwy wierzchniej biomateriału metalowego stanowiącego podłoże, jak również 2) metod nanoszenia (w tym zastosowanych parametrów) biodegradowalnej powłoki polimerowej na: adhezję powłoki, kinetykę uwalniania leku oraz własności fizykochemiczne metalowego podłoża.

implanty

Rycina 1. Etapy modyfikacji implantów metalowych do zastosowań medycznych.


Projekt zakłada opracowanie procedury wstępnej modyfikacji warstwy wierzchniej stopów tytanu, poprzedzającej proces nanoszenia warstwy polimerowej, z wykorzystaniem stopów Ti6Al4V i Ti6Al6Nb poprzez obróbkę mechaniczną (szlifowanie, obróbka wibracyjna, piaskowanie) oraz utlenianie anodowe. Przeprowadzone zostaną badania odporności oraz ilości jonów przenikających do roztworu fizjologicznego po długotrwałej ekspozycji na jego działanie metodą emisji atomowej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie ICP-AES JY. Wykonana będzie synteza serii poliestrów alifatycznych stanowiących warstwę pokrywającą metalowych implantów (polimeryzacja w masie z użyciem nietoksycznego inicjatora). Wykonane zostaną pokrycia implantów materiałami polimerowymi z użyciem kilku metod m.in.: zanurzeniowej (dip-coating), metody opartej na wylaniu z roztworu na podłoże (spin coating). W celu wytypowania najkorzystniejszych wariantów wytwarzania powłok polimerowych na podłożu stopów tytanu analizowany będzie wpływ modyfikacji warstwy wierzchniej metalowego podłoża oraz rodzaju polimeru i warunków jego nanoszenia na podłoże metalowe. Oceniana będzie degradacja hydrolityczna warstwy polimerowej orz kinetyka uwalniania leku. Dla wyselekcjonowanych w trakcie badań próbek wykonane będą oceny in vitro biozgodności oraz aktywności mikrobiologicznej warstw polimerowych z lekiem.
Opracowane strategie tworzenia optymalnych biodegradowalnych powłok uwalniających ciprofloksacynę na implantach metalowych będą zapobiegały ich korozji tworząc szczelną barierę i zapobiegając rozwojowi infekcji. Badania podstawowe w zakresie oddziaływań między metalowym implantem i biodegradowalną powłoką z całą pewnością stanowić będzie znaczący progres w opracowaniu biozgodnych i biofunkcjonalnych implantów do różnorodnych zastosowań medycznych.

Jednostki współrealizujące 

Politechnika Śląska Wydział Inżynierii Biomedycznej

Nasza strona internetowa używa plików cookies (tzw. ciasteczka) w celach statystycznych i funkcjonalnych. Użytkownik może zaakceptować pliki cookies albo wyłączyć je w przeglądarce.
Więcej informacji Ok