The effect of tribological processes on the durability of knee joint replacements
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
INTER-EXCELLENCE
Call for proposals
INTER-EXCELLENCE 1 (SMSM2016LTA01)
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-16988/2017-1
Alternative language
Project name in Czech
Vliv tribologických procesů na životnost náhrad kolenního kloubu
Annotation in Czech
Přestože počet operací náhrady kolenního kloubu neustále roste, je i v dnešní době významným problémem omezená životnost náhrad. Jejich selhání totiž zpravidla vede k revizní operaci, která znamená významný zásah do kvality života pacienta. Mezi nejčastější příčiny vedoucí k selhání náhrady patří aseptické uvolnění v důsledku osteolýzy. Jedná se o degradační proces, při kterém dochází k zánětlivé reakci uvolněných otěrových částic a okolní tkáně. Opotřebení artikulujících ploch, které bezprostředně souvisí s procesy tření a mazání, tak představuje z hlediska životnosti náhrady zásadní problém. Při snaze omezit míru otěru a v konečném důsledku tak zlepšit kvalitu života pacientů je proto nutné porozumět tribologickým procesům v kontaktu. Cílem projektu je posoudit vliv tření, opotřebení a mazání na životnost náhrad kolenního kloubu. Hlavní pozornost bude věnována popisu interakce tribologických procesů. Pracoviště zahraničního partnera se dlouhodobě zabývá studiem tření a opotřebení. Česká strana přinese fundamentální poznatky v oblasti formování mazacího filmu. Získaná data budou konfrontována s klinickou praxí a umožní formulovat teorii mazání náhrad kolenního kloubu. V rámci projektu bude vyvinut simulátor kolenního kloubu, který umožní aplikaci kinematických a zátěžných podmínek respektujících aktuální platné standardy. Kontaktní dvojicí bude femorální komponenta kolenní náhrady a polymerová vložka. Jako mazivo bude použita modelová synoviální kapalina, která svým složením odpovídá synoviální kapalině pacientů, kteří podstupují operaci náhrady kolenního kloubu. Kontakt bude pozorován in-situ pomocí optické interferometrie a fluorescenční mikroskopie. Kombinace obou metod umožní jak velmi přesné měření tloušťky mazací vrstvy, tak i možnost určení role jednotlivých složek synoviální kapaliny, jako jsou proteiny, kyselina hyaluronová, či fosfolipidy. Analýza vzorků odebraných během implantace bude realizována na pracovišti zahraničního partnera.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JR - Other machinery industry
CEP - secondary branch
JR - Other machinery industry
CEP - another secondary branch
JR - Other machinery industry
OECD FORD - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
20301 - Mechanical engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The goal of LTAUSA project was to assess the effect of friction, wear and lubrication on durability of knee replacement. A unique knee simulator together with suitable methodology were developed. Further, an extensive international cooperation with nine research institutions was carried out. To conclude, all the given goals were fulfilled. Outputs: 1x RIV-G (knee simulator), 4x RIV-D, 13x RIV-J.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jun 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2020
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 24, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP21-MSM-LT-U/01:2
Data delivery date
Jul 1, 2021
Finance
Total approved costs
4,217 thou. CZK
Public financial support
4,217 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK