Projekt, który rozwinie bioaktywne materiały wspierające regenerację kości | WIMiO - Politechnika Gdańska

Projekt przyczyni do rozwinięcia nowych, bioaktywnych materiałów wspierających regenerację kości.

Ciecze głęboko eutektyczne (DES) to mieszaniny dwóch składników połączonych wiązaniami wodorowymi, w których jeden działa jako donor, a drugi jako akceptor wiązań wodorowych. Dzięki tym interakcjom temperatura topnienia DES jest znacznie niższa niż temperatura topnienia ich składników. – Układy te, często tworzone z naturalnych, biodegradowalnych i tanich materiałów są także biokompatybilne i antybakteryjne. W przypadku powłok na bazie polisacharydów DES pełnią funkcję plastyfikatorów, znacząco poprawiając ich właściwości mechaniczne – podkreśla dr inż. Łukasz Pawłowski.

Dalszy rozwój badań

Wyniki projektu są niezbędne do dalszego rozwoju badań nad modyfikacjami tytanu i jego stopów, szczególnie w kontekście ich zastosowania na implanty kostne. - Będą stanowiły podstawę do opracowania trwałych, dobrze przylegających do podłoża metalicznego powłok kompozytowych. W kolejnych projektach chciałbym je wzbogacić w czynnik antybakteryjny i zaprojektować system jego kontrolowanego dostarczania, tylko w momencie wystąpienia stanów zapalnych w okolicy wszczepionego implantu – mówi dr Pawłowski.

Wpływ cieczy głęboko eutektycznych

Przewidziane w projekcie badania podstawowe będą skupiały się na ocenie wpływu dodatku cieczy głęboko eutektycznych na mikrostrukturę, właściwości fizyczne, chemiczne, biologiczne i mechaniczne (ze szczególnym uwzględnieniem adhezji) powłok kompozytowych, osadzanych elektroforetycznie na powierzchni stopu tytanu Ti13Nb13Zr.

- Powłoki te będą oparte na chitozanie – polimerze pochodzenia naturalnego, z dodatkiem proosteointegracyjnych mezoporowatych nanocząstek bioaktywnego szkła (MBGNPs), przeznaczonych do zastosowań na implanty kostne – podkreśla naukowiec.

Powłoki biopolimerowe na bazie polisacharydów wytwarzane na powierzchniach metalicznych z użyciem metody EPD, charakteryzują się zazwyczaj słabą adhezją, sztywnością i kruchością, co wyklucza ich stosowanie w praktyce klinicznej, mimo zadowalających właściwości przeciwdrobnoustrojowych i proosteointegracyjnych. Kluczowe jest poprawienie ich elastyczności i trwałości, co może zostać osiągnięte poprzez dodanie plastyfikatora, jakim może być ciecz głęboko eutektyczna.

Prawie 50 tysięcy złotych

W ramach grantu na badania nad projektem przyznano 49 500 zł. Środki zostaną przeznaczone przede wszystkim na zakup odczynników potrzebnych do wytworzenia zaproponowanych powłok kompozytowych oraz przeprowadzenia ich badań, w tym kosztownych badań bakteryjnych i cytotoksyczności w kontakcie z komórkami kostnymi.

Grant w ramach konkursu MINIATURA otrzymała również dr inż. Magdalena Jażdżewska, która będzie realizować projekt pt. „Laserowe przetapianie powłoki nanohydroksyapatytowej otrzymanej na stopie tytanu w aspekcie właściwości tribologicznych uzyskanej warstwy wierzchniej”. Opowiemy o nim wkrótce.

Podstawowym celem konkursu jest finansowe wsparcie działania naukowego służącego przygotowaniu przyszłego projektu badawczego planowanego do złożenia w konkursach NCN, innych konkursach ogólnokrajowych lub międzynarodowych. W konkursie można uzyskać środki finansowe w wysokości od 5 000 do 50 000 zł na realizację działania naukowego trwającego do 12 miesięcy.