В настоящий момент одной из наиболее интересных и актуальных тем для исследований в области материаловедения является разработка биоматериалов для ортопедических и дентальных имплантов. Титан и его сплавы обладают рядом уникальных механических свойств и биосовместимостью, что позволяет успешно использовать эти материалы для изготовления медицинских имплантов. В последние годы в связи с активным развитием аддитивных технологий появилась возможность печатать титановые импланты с учетом индивидуальных особенностей организма и пораженных тканей пациента. Особый интерес представляют импланты с каркасной ячеистой структурой, позволяющей облегчить вес изделия, улучшить остеоинтеграцию за счет врастания вновь образующейся костной ткани в тело импланта, а также варьировать механические характеристики за счет изменения дизайна элементов каркасной структуры импланта.
Однако несмотря на широкие возможности аддитивных технологий, 3D печать не позволяет получать материалы с высокой скоростью и надежностью остеоинтеграции и возникает необходимость в дополнительной модифицирования поверхности. К настоящему моменту разработано множество методик и подходов к модификации поверхности для улучшения биосовместимости и ускорению остеоинтеграции имплантов. Поверхность идеального импланта должна совмещать множество характеристик, таких как бактерицидный эффект, высокая смачиваемость плазмой крови, определенный заряд поверхности для адсорбции биомолекул, развитый рельеф для адгезии клеток костной ткани, состав и структура поверхности способствующая минерализации образующейся костной ткани и.т.д. Очевидно, что для создания такого импланта необходимо использовать несколько методов, которые взаимно дополняют друг друга и при этом не оказывают негативного эффекта на уже полученные характеристики другими методами.
В связи с этим в данном проекте проводится разработка научных подходов к модификации поверхности каркасных титановых имплантов на основе комбинации методов химического травления, молекулярного наслаивания и биофункционализации поверхности.
В настоящий момент одной из наиболее интересных и актуальных тем для исследований в области материаловедения является разработка биоматериалов для ортопедических и дентальных имплантов. Титан и его сплавы обладают рядом уникальных механических свойств и биосовместимостью, что позволяет успешно использовать эти материалы для изготовления медицинских имплантов. В последние годы в связи с активным развитием аддитивных технологий появилась возможность печатать титановые импланты с учетом индивидуальных особенностей организма и пораженных тканей пациента. Особый интерес представляют импланты с каркасной ячеистой структурой, позволяющей облегчить вес изделия, улучшить остеоинтеграцию за счет врастания вновь образующейся костной ткани в тело импланта, а также варьировать механические характеристики за счет изменения дизайна элементов каркасной структуры импланта.
Однако несмотря на широкие возможности аддитивных технологий, 3D печать не позволяет получать материалы с высокой скоростью и надежностью остеоинтеграции и возникает необходимость в дополнительной модифицирования поверхности. К настоящему моменту разработано множество методик и подходов к модификации поверхности для улучшения биосовместимости и ускорению остеоинтеграции имплантов. Поверхность идеального импланта должна совмещать множество характеристик, таких как бактерицидный эффект, высокая смачиваемость плазмой крови, определенный заряд поверхности для адсорбции биомолекул, развитый рельеф для адгезии клеток костной ткани, состав и структура поверхности способствующая минерализации образующейся костной ткани и.т.д. Очевидно, что для создания такого импланта необходимо использовать несколько методов, которые взаимно дополняют друг друга и при этом не оказывают негативного эффекта на уже полученные характеристики другими методами.
В связи с этим в данном проекте проводится разработка научных подходов к модификации поверхности каркасных титановых имплантов на основе комбинации методов химического травления, молекулярного наслаивания и биофункционализации поверхности.
Для реализации поставленной перед проектом цели по разработке научных подходов к модификации поверхности каркасных титановых имплантов на основе комбинации методов химического травления, молекулярного наслаивания и биофункционализации поверхности на первом этапе работ были поставлены и решены следующие задачи:
1) Разработка методики химического травления каркасных титановых структур, с развитым микро и нанорельефом на поверхности.
2) Разработка методики нанесения покрытий диоксида титана на поверхности травленных каркасных структур, с сохранением микро и нанорельефа поверхности методом молекулярного наслаивания (МН)
3) Исследование физико-химических характеристик полученных образцов и их in vitro испытания с использованием клеток преостеобластов.
4) Разработка методики и определение оптимальных условия для получения наночастиц серебра на поверхности титана методом МН.
Для реализации поставленной перед проектом цели по разработке научных подходов к модификации поверхности каркасных титановых имплантов на основе комбинации методов химического травления, молекулярного наслаивания и биофункционализации поверхности на первом этапе работ были поставлены и решены следующие задачи:
1) Разработка методики химического травления каркасных титановых структур, с развитым микро и нанорельефом на поверхности.
2) Разработка методики нанесения покрытий диоксида титана на поверхности травленных каркасных структур, с сохранением микро и нанорельефа поверхности методом молекулярного наслаивания (МН)
3) Исследование физико-химических характеристик полученных образцов и их in vitro испытания с использованием клеток преостеобластов.
4) Разработка методики и определение оптимальных условия для получения наночастиц серебра на поверхности титана методом МН.
Для реализации поставленной перед проектом цели по разработке научных подходов к модификации поверхности каркасных титановых имплантов на основе комбинации методов химического травления, молекулярного наслаивания и биофункционализации поверхности на первом этапе работ были поставлены и решены следующие задачи:
1) Разработка методики химического травления каркасных титановых структур, с развитым микро и нанорельефом на поверхности.
2) Разработка методики нанесения покрытий диоксида титана на поверхности травленных каркасных структур, с сохранением микро и нанорельефа поверхности методом молекулярного наслаивания (МН)
3) Исследование физико-химических характеристик полученных образцов и их in vitro испытания с использованием клеток преостеобластов.
4) Разработка методики и определение оптимальных условия для получения наночастиц серебра на поверхности титана методом МН.
Основная часть работы проводится руководителем проекта лично. Печать исходных образцов титановых сетчатых структур, их механо и термообработка проводилась членом научного коллектива Митрофановым И.В.
| Short title | модификация поверхности каркасных титановых имплантов |
|---|
| Acronym | RSF_MOL_2020 - 1 |
|---|
| Status | Finished |
|---|
| Effective start/end date | 27/07/20 → 30/06/21 |
|---|
