ИСТИНА

Проект направлен на создание костных имплантатов на основе нового поколения синтетических керамических фосфатно-кальциевых материалов, полученных методами быстрого прототипирования для применения в различных областях современной хирургии и создания конструкций для тканевой инженерии. В работе для получения достаточно прочных керамических высокопористых материалов для лечения обширных повреждений костной ткани будет использована технология 3D-печати керамическими суспензиями, которая широко изучается и разрабатывается на подобных системах группой исполнителей проекта. Несмотря на огромные возможности аддитивных технологий по созданию керамических биоимплантатов любой сложной формы, время необходимое на получение таких материалов (минимум 2-3 дня) может оказаться слишком длительным и в итоге сыграть критическую роль при сложной травме пациента (вплоть до ампутации конечности). В качестве способа для увеличения скорости создания индивидуального керамического биоимплантата для пациента непосредственно во время проведения хирургической операции предлагается создание композитов на основе керамических каркасов и органических смол для их последующей фрезерной обработки по компьютерным моделям повреждений, полученных методами компьютерного моделирования по снимкам, например, компьютерной томографии (КТ). Для этого полученные керамические каркасы с заданной ячеистой архитектурой (примитивная решетчатая структура, структура Кельвина и т.д.) методом стереолитографии заливаются термопластичными полимерными смолами (например, полиуретановые) для получения заготовок в виде блоков, цилиндров и т.д. Затем данные заготовки обрабатываются на фрезерном станке с числовым программным управлением (ЧПУ) по компьютерной модели, полученной по снимкам КТ. В дальнейшем композит необходимой формы подвергают термическому воздействию для удаления органической составляющей для получения керамичекого имплантата необходимой формы с заданной архитектурой (бимодальная пористость, причем поры первой моды имеют размер не менее 100 мкм).Таким образом в течение короткого периода времени (во время хода операции) у хирурга появляется возможность в создании индивидуального макропористого биоимплантата.

The project aims to create bone implants based on a new generation of synthetic calcium phosphate ceramic materials obtained by rapid prototyping methods for various fields of modern surgery and tissue engineering structures creation. To obtain sufficiently strong ceramic highly porous materials to treat extensive bone tissue damage, 3D-printing of ceramic suspensions will be used, which is widely studied and developed on similar systems by authors of this project.

Будет проводиться проектирование костных имплантатов с оптимальной архитектурой и заданной формой и их воспроизведение в виде пористой резорбируемой макропористой керамики на основе фосфатов кальция типа Са3(РО4)2 методами быстрого прототипирования и дальнейшая их адаптация к сложной форме дефекта костной ткани путем заливки термопластичной полимерной смолой для последующего фрезерования до искомой формы костного дефекта. Для решения поставленной задачи будут: 1) синтезированы порошки фосфатов кальция определенного состава и гранулометрии: α,β - Са3(РО4)2, трикальциевого фосфата (α,β-ТКФ). 2) подготовлены порошковые системы, в состав которых предполагается добавление дисперсионной среды и введение добавок органической и неорганической природы, модифицирующих реологию высококонцентрированных суспензий (ВКС); 3) проведена стереолитографическая печать спроектированного композитного (керамика/полимер) остеокондуктивного каркаса имплантата заданной поровой архитектуры (топологии), с последующей термической обработкой для удаления органической составляющей и получением керамического каркаса с улучшенными механическими характеристиками и проницаемостью; 4) подобрана адекватная термопластическая полимерная смола для заливки керамических каркасов с целью дополнительной обработки моделей на фрезеровочном станке с числовым программным управлением для получения сложной формы, повторяющей искомый дефект; 5) произведено удаление термопластичной полимерной смолы путем растворения в подходящем растворителе или нагрева, дополнительное выжигание остатков органической составляющей для получения керамического имплантата заданной архитектуры; 6) проведены прочностные испытания изготовленных имплантатов; 7) подготовлены образцы для медико-биологических испытаний.