Micro- and Nano-structuring and biopolymer modification of titanium alloy surface by 2D and 3D polysaccharide/protein complex improving cell adhesion and integration of titanium into soft tissues for application in maxillofacial surgery

Provider

Ministry of Health

Programme

—

Call for proposals

SMZ0202400001

Main participants

Univerzita Palackého v Olomouci / Přírodovědecká fakulta

Contest type

VS - Public tender

Contract ID

NW25-08-00288

Project name in Czech

Mikro- a nano-strukturizace a biopolymerní modifikace povrchu titanové slitiny 2D a 3D polysacharidovým/proteinovým komplexem zlepšujícím adhezi buněk a integraci titanu do měkkých tkání pro aplikaci v čelistní chirurgii

Annotation in Czech

Titanové slitiny jsou již několik let nejpoužívanějším materiálem pro kostní implantáty včetně rekonstrukce dolní čelisti. Různé úpravy povrchu byly testovány in vivo, nicméně stále existuje řada komplikací spojených s úpravou povrchu implantátu, jako je nedostatečná adheze buněk, oseo a mezenchymální integrace s následnou perforací implantátu a bakteriální kontaminací zvyšující riziko jeho extrakce, což je právě typické např. při rekonstrukci dolní čelisti. Hlavním cílem navrhovaného projektu je proto povrchová úprava titanové slitiny mechanickými a chemickými metodami za účelem zvýšení biokompatibility a bioaktivity titanových implantátů používaných v čelistní chirurgii. Topologie povrchu, volná povrchová energie, smáčivost a povrchový náboj titanové slitiny hrají důležitou roli při depozici ECM-biopolymerů (kolagenu, fibronektinu, vitronektinu, kyseliny hyaluronové a chitosanu) a následné adhezi a proliferaci buněk. Za tímto účelem a jako inovativní přístup budou použity tři po sobě jdoucí kroky povrchové úpravy zahrnující mikrostrukturování, nanostrukturování a chemickou modifikaci pomocí biopolymerů. Mikrostrukturování a nanostrukturování titanu zvýší drsnost, plochu povrchu a hydrofilitu, což zlepší depozici biopolymerů a interakci buněk s povrchem. Chemická modifikace titanu 2D a 3D sacharidovými/proteinovými komplexy na bázi polymerů ECM napodobuje přirozené prostředí, což zvýší adhezi buněk na umělých površích a zlepší integraci implantátu do měkkých tkání. Bioaktivita a biokompatibilita povrchově modifikovaných titanových slitin bude hodnocena metodami in vitro a in vivo. In vitro bude hodnocena viabilita buněk a síla adheze buněk na titan. In vivo bude hodnocena účinnost osseointegrace a integrace titanu do tvrdých a měkkých tkání na modelu deperiostované králičí stehenní kosti.

R&D category

AP - Applied research

OECD FORD - main branch

30404 - Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)

OECD FORD - secondary branch

20506 - Coating and films

OECD FORD - another secondary branch

30208 - Dentistry, oral surgery and medicine

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>FF - ENT (ie. ear, nose, throat), ophthalmology, dentistry<br>JK - Corrosion and material surfaces

Realization period - beginning

May 1, 2025

Realization period - end

Dec 31, 2028

Project status

Z - Beginning multi-year project

Latest support payment

—

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Data delivery code

CEP25-MZ0-NW-R

Data delivery date

Apr 2, 2025

Total approved costs

11,973 thou. CZK

Public financial support

11,973 thou. CZK

Other public sources

0 thou. CZK

Non public and foreign sources

0 thou. CZK