Projekt sa opiera o kombinované využitie vybraných biomateriálov a aditívnu výrobnú technológiu.
Implantáty z biomateriálov, ktoré sú pomocou najmodernejších výrobných metód v 3D tlači presne prispôsobené individuálnym potrebám postihnutých: To je cieľom európskeho výskumného projektu INKplant posunúť regeneratívnu medicínu na novú úroveň. Projekt je financovaný z programu EÚ Horizont 2020 a koordinovaný výrobným výskumným ústavom Profactor v rakúskom Steyri.
Kontext
Chronické poškodenie kĺbov a defekty v oblasti úst a čeľuste znamenajú pre postihnutých výrazne zníženú kvalitu života. Lekárske implantáty, ktoré sa v súčasnosti používajú v terapii, sú zvyčajne dostupné iba v štandardných formách vyrobených z anorganických, nevstrebateľných materiálov a vyžadujú si vysoko invazívne chirurgické zákroky a dlhé rehabilitačné časy. V starnúcej spoločnosti to tiež vedie k neustále rastúcim nákladom v systéme zdravotnej starostlivosti.
Výskumný projekt INKplant vyvíja radikálne nový prístup, ktorého cieľom je pozdvihnúť regeneratívnu medicínu na novú, efektívnejšiu úroveň. Použitie biomateriálov a aditívnych výrobných metód umožňuje výrobu individuálne prispôsobených implantátov s vysokou úrovňou biokompatibility. Výsledky projektu INKplant by mali byť priniesť cenovo dostupné personalizované lekárske ošetrenie a výrazné zlepšenie kvality života postihnutých.
Projekt
Implantáty, ktoré sa majú vyvinúť, by mali napodobňovať biologické a mechanické správanie ľudského tvrdého a mäkkého tkaniva. Na to použité kombinácie biokompatibilných a biodegradovateľných materiálov musia spĺňať požiadavky príslušnej časti tela z hľadiska tvrdosti, elasticity a pórovitosti a umožňovať pevné ukotvenie implantátu a rýchle vhojenie do tkaniva. To by malo znížiť invazívnosť operačných zákrokov a riziko možných komplikácií, skrátiť časy rehabilitácie a tým výrazne znížiť náklady na zdravotnú starostlivosť.
Na výrobu individuálne prispôsobených implantátov sa používajú a ďalej rozvíjajú technológie aditívnej výroby s vysokým rozlíšením. Ako vysvetlila koordinátorka projektu Sandra Haas: „3D tlačiareň prijíma individuálne údaje pacienta z konvenčných zobrazovacích diagnostických postupov v medicíne. Dokonalá geometria a optimálna vnútorná štruktúra implantátu sú vypočítané pomocou softvérových algoritmov.“ Nevyhnutným krokom je ďalší vývoj biomateriálov do atramentov pre 3D atramentový systém, ktorý potom umožňuje tlačiť 3D štruktúry s vysokým rozlíšením.
Okrem vývoja tohto výrobného procesu sa v rámci projektu testuje aj použitie implantátov v štyroch príkladoch: defekty menisku a poranenia kostí alebo chrupaviek v kolene, defekty podnebia a pri rehabilitácii zubov a ústnej dutiny.
Konzorcium
Profactor koordinuje projekt, na ktorom spolupracuje 19 partnerov z priemyslu a výskumu z ôsmich krajín:
Partneri:
Profactor, Rakúsko
Stratasys, Izrael
Lithoz, Rakúsko
Fluidinova, Portugalsko
3D Matrix Europe, Francúzsko
Luxinergy, Rakúsko
Elkem Silicones, Francúzsko
Tiger Coatings, Rakúsko
Universidad Politecnica de Madrid, Španielsko
Univerzita Johannesa Keplera Linz, Rakúsko
Kepler University Hospital GmbH, Rakúsko
Biomed Center Innovation GmbH, Nemecko
Spoločnosť Ludwiga Boltzmanna, Rakúsko
Lekárska univerzita vo Viedni, Rakúsko
Charité University Medicine Berlin, Nemecko
Transtissue Technologies GmbH, Nemecko
Biotechnologický inštitút, Španielsko
Universitair Medical Center Utrecht, Holandsko
Asociácia Espanola de Normalizacion, Španielsko
Úloha rakúskych partnerov
Profactor: Vývoj bioinkjetových atramentov, procesov tlače a vytvrdzovania a 5-osovej 3D multimateriálovej atramentovej tlačiarne
Lithoz: Procesy výroby keramiky na báze litografie pre bi-materiálovú keramiku
Luxinergy: Biologicky odbúrateľné polyméry pre atramentové tlačiarne
Tiger Coatings: Upscaling atramentu, charakterizácia a zabezpečenie kvality pre certifikáciu CE
Univerzita Johannesa Keplera ICP: Biologicky odbúrateľné polyfosfázové polyméry pre atramentové tlačiarne, charakterizácia biologickej odbúrateľnosti atramentov
Univerzita Johannesa Keplera IPPE: Testovanie biomechanických vlastností materiálov/dizajnu
Univerzitná nemocnica Keplera: Odbornosť pre prípady použitia a testy in vivo
Spoločnosť Ludwiga Boltzmanna: Testy biokompatibility, testy in vivo
Lekárska univerzita vo Viedni: modelovanie biomechanických a tkanivových integračných vlastností, vývoj tlačových súborov
Zdroj: https://www.ffg.at, zverejnené: 21. 2. 2022, autor: rpa
