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