Porous gyroid surface structures for improved implant stability in osteoporotic bone
Public support
Provider
Ministry of Health
Programme
—
Call for proposals
SMZ0202400001
Main participants
Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
NW24-10-00118
Alternative language
Project name in Czech
Porézní gyroidní povrchové struktury pro zlepšení stability implantátu v osteoporotické kosti
Annotation in Czech
Osteoporóza je metabolické onemocnění kosti se vzrůstající prevalencí u starší populace spojené s úbytkem kostní hmoty vedoucí ke zvýšenému riziku výskytu křehkých zlomenin. Je to jeden z vážných rizikových faktorů ovlivňujících životnost implantátu v organismu, spojený se zvýšeným počtem revizních operací. Řešením kvalitnější fixace implantátu v osteoporotické kosti by mohlo být vytvoření gyroidního porézního systému na jeho povrchu. Tento systém poskytuje lepší mechanické kotvení s nabídkou větší plochy zajišťující příznivější a pevnější kontakt kost-implantát. Gyroidní struktura tvořená stěnami s propojenými póry se vyznačuje vysokou pevností při zachování nízkého modulu pružnosti podobného lidské spongiózní kosti. V tomto projektu budou testovány 3D tištěné gyroidní povrchové struktury s gradientem elastických vlastností v kontaktu s osteoporotickou kostí. K tomuto účelu budou využity dvě slitiny titanu, konvenční (Ti6Al4V) a pokročilá (Ti25Nb4Ta8Sn), vyznačující se nižší tuhostí. Gyroidní struktury budou navrženy podle matematických modelů tak, aby velikost pórů byla proměnná od povrchu implantátu směrem k jeho pevnému jádru. Nově vyvinuté struktury budou analyzovány z hlediska výskytu defektů způsobených 3D tiskem a mechanicky testovány. Dále budou provedeny testy in vitro a dvě fáze testů in vivo na zvířecích modelech (5 miniprasat s osteoporózou + 3 zdravá miniprasata jako kontrola na 1 in vivo test). Bude sledováno vrůstání kosti do gyroidu s různou velikostí pórů vytvořeného z konvenční slitiny Ti6Al4V (1. in vivo test) a vrůstání kosti do optimální porézní gyroidní struktury, zjištěné v první fázi, vytvořené z obou typů testovaných slitin (2. in vivo test). Znalost prorůstání kosti gyroidními strukturami a výsledky histologických analýz umožní navrhnout optimální porézní povrch implantátu s vysokým stupněm osteointegrace v tkáni postižené osteoporózou.
Scientific branches
R&D category
AP - Applied research
OECD FORD - main branch
30404 - Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)
OECD FORD - secondary branch
30211 - Orthopaedics
OECD FORD - another secondary branch
20501 - Materials engineering
CEP - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
EI - Biotechnology and bionics<br>FI - Traumatology and orthopaedics<br>JG - Metallurgy, metal materials<br>JP - Industrial processes and processing
Solution timeline
Realization period - beginning
May 1, 2024
Realization period - end
Dec 31, 2027
Project status
Z - Beginning multi-year project
Latest support payment
—
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-MZ0-NW-R
Data delivery date
Mar 25, 2024
Finance
Total approved costs
11,560 thou. CZK
Public financial support
11,560 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK