Multi-technical fabrication of radiopaque bioactive glass coatings for biomedicalapplications

Výzva	Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4
Hlavný riešiteľ	Germán Andrés Clavijo Mejía
Prijímateľ	Trenčianska univerzita Alexandra Dubčeka
Celkový rozpočet	148 306,80 €
Príspevok poskytovateľa	148 306,80 €
Zdroj financovania	Plán obnovy a odolnosti
Začiatok realizácie	september 2024
Koniec realizácie	august 2026
Kategória výskumníka	R2
Vedná oblasť	Fyzikálne, technické vedy a matematika

Anotácia

Multitechnická výroba rádioaktívnych bioaktívnych sklenených povlakov RADIOBIOCOATS Abstrakt Tradičné biokeramické a bioaktívne sklenené povlaky v biomedicínskych implantátoch sú uznávané pre svoju biokompatibilitu a bioaktivitu; často však zaostávajú z hľadiska rádioopacity a kontrastu v medicínskom zobrazovaní a diagnostike. Tento nedostatok môže predstavovať významné problémy pri monitorovaní presného umiestnenia, budúcej polohy a pooperačného stavu potiahnutých implantátov. Projekt RADIOBIOCOATS je multidisciplinárna vedecká iniciatíva, ktorá sa snaží riešiť potrebu biokeramického povlaku na implantáty, aby sa stal vysoko viditeľným v medicínskom zobrazovaní (t.j. röntgenové lúče a angiografia), čo je kritický problém v ortopédii, zubnom lekárstve a kardiológii. Naša iniciatíva prináša vývoj nových rádiokontrastných bioaktívnych sklenených surovín na výrobu optimalizovaných rádioaktívnych bioaktívnych sklenených povlakov prostredníctvom troch priemyselne najviac škálovateľných technológií povlakov pri výrobe bioaktívneho skla a biokeramických povlakov: atmosférický plazmový sprej (APS), elektroforetické nanášanie (EPD) a solgel dip povlak (SGDC). Každá navrhnutá technológia povrchovej úpravy prináša kombináciu požadovaných vlastností a nevýhod, ktoré budú dôkladne sledované a nasledované generovaním nástrojov štatistickej predikcie a návrhom experimentov. Výroba vysoko nepriepustného, biokompatibilného a stabilného povlaku sa teda môže dosiahnuť s predpokladanou a požadovanou drsnosťou a hrúbkou, čo predstavuje zaujímavú možnosť pre širokú škálu biomedicínskych aplikácií. Projekt sa najprv zameriava na návrh a výber kompozície bioaktívneho skla nepriepustného pre žiarenie so zvýšenou rádiopacitou, antibakteriálnymi vlastnosťami a biokompatibilitou. Vykoná sa vyhodnotenie a analýza predúpravy povrchu titánovej zliatiny ako potrebný krok pred nanášaním povlaku na zabezpečenie stability povlaku a topografie. Podobne je zahrnutá aj netepelná plazmová sterilizácia, aby boli tieto povrchy vhodné na testovanie in vitro. RADIOBIOCOATS sa snaží optimalizovať depozitné procesy, vrátane APS, EPD a SGDC, jemným doladením parametrov, aby sa dosiahli povlaky s požadovanou drsnosťou, hrúbkou, priľnavosťou, rádiopacitou, biokompatibilitou a antibakteriálnymi vlastnosťami. Nakoniec sa bude skúmať in-vitro výkon optimalizovaných APS, EPD a SGDC rádioaktívnych bioaktívnych sklenených povlakov na bunkovom médiu, preosteoklastoch a fibroblastoch podobných ľudským modelom a plne opísaný vplyv parametrov ukladania povlakov na vlastnosti povlakov.