Vývoj vysokopevnostních porézních titanových struktur vyznačujících se nízkým modulem pružnosti spolu s bioaktivními a antibakteriálními vlastnostmi pro implantáty v ortopedii
Cíle projektu
Cílem tohoto výzkumu je vyvinout vysokopevnostní porézní (s různými stupni porosity) titanové struktrury s nízkým modulem pružnosti a s bioaktivními a antibakteriálními vlastnostmi. Materiál skafoldů bude složen z komerčně čistého titanu (Cp-Ti) a produkce těchto skafoldů bude realizována pomocí metod DIW s následným povlakováním pomocí depoziční technologie PEO-EPD. Konkrétními cíli jsou: 1. Optimalizace reologických vlastností titanového inkoustu pro DIW. 2. Produkce titanových skafoldů s 30 až 50 % porosity a velikostí pórů mezi 200 a 500 m. 3. Odstranění organického pojiva využívaného v DIW bez chemické kontaminace titanu. 4. Optimalizace slinovacího procesu titanových skafoldů imitujících mechanické vlastnosti a hustotu lidské kosti. 5. Produkce adherentních nanokompozitních titano-hydroxyapatitových povlaků nanášených na porézní titanový skafold pomocí technologie PEO-EPD. 6. Studium odolnosti vůči korozi a bioaktivity povlaků. 7. Hodnocení cytokompatibility povlakovaných titanových skafoldů. 8. Prokázat in vitro odolnost vůči bakteriím u modifikovaného povrchu titanového skafoldu.
Klíčová slova
Direct Ink WritingPlasma Electrolytic OxidationElectrophoretic DepositionOrthopaedic ImplantsPorous Titanium
Veřejná podpora
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Program
INTER-EXCELLENCE
Veřejná soutěž
SMSM2019LTAIN
Hlavní účastníci
Vysoké učení technické v Brně / Středoevropský technologický institut
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
LTAIN19112
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Development of high strength and low young’s modulus, bioactive and antibacterial porous titanium structures for orthopaedic implants
Anotace anglicky
The aim of this research is to develop high strength, low young’s modulus, bioactive and antibacterial commercially pure titanium (Cp-Ti) scaffolds with different porosity levels by DIW and subsequent coating by PEO-EPD process. Specific objetives are: 1. To optimize the rheological properties of the titanium ink for DIW. 2. To produce titanium scaffolds with 30 to 50 % porosity and pore size between 200 and 500 m. 3. To remove the organic binder used for DIW without the chemical contamination of titanium. 4. To optimize the sintering processes of titanium scaffolds to mimic the mechanical performance and density of human bone. 5. To produce adherent nanocrystalline titania-hydroxyapatite (HA) nano composite coatings on porous Titanium scaffolds by PEO coupled EPD processes. 6. To study the corrosion resistence and bioaktivity of teh coatings. 7. To access the cytocompatibility of the coated titanium scaffolds. 8. To demonstrate in vitro the bacterial infection resistance of the surface modified titanium scaffolds.
Vědní obory
Kategorie VaV
VV - Experimentální vývoj
OECD FORD - hlavní obor
20506 - Coating and films
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)JK - Koroze a povrchové úpravy materiálu
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Projekt byl řešen úspěšně a umožnil vytvořit pokročilé titanové struktury s hierarchickou porozitou a Youngovým modulem na úrovni lidské kosti. Mezinárodní spolupráce s Indií umožnila výrobu povlaků, které zlepšily odolnost těchto materiálů vůči korozi, a zvýšily bioaktivitu, životaschopnost buněk a antibakteriální vlastnosti. Výsledky byly publikovány ve vědeckých časopisech a prezentovány na mezinárodních konferencích.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2020
Ukončení řešení
31. 12. 2022
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
24. 5. 2022
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP23-MSM-LT-U
Datum dodání záznamu
30. 6. 2023
Finance
Celkové uznané náklady
5 800 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
5 800 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Uznané náklady
5 800 tis. Kč
Statní podpora
5 800 tis. Kč
0%
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
OECD FORD
Coating and films
Doba řešení
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022