Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Project detail
Duration: 01.07.2017 — 30.06.2021
Funding resources
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR - TRIO
- whole funder (2017-07-01 - 2021-06-30)
On the project
Hlavním cílem předloženého projektu je vývoj a produkce inovativních biodegradabilních porézních výplní kostních defektů. K výrobě těchto implantátů bude využita hořčíková slitina WE43, která v lidském těle vykazuje dobrou biokompatibilitu. Mechanické vlastnosti této slitiny jsou blízké kostní tkáni a implantáty z této slitiny mohou tedy poskytovat hojící se tkáni dostatečnou oporu bez nebezpečí vzniku tzv. stress shielding efektu. Implantáty z této slitiny zároveň vykazují osteoinduktivní vlastnosti a během jejich degradace dochází k lepšímu hojení postižené kostní tkáně. V průběhu hojení je implantát postupně resorbován organismem a po splnění své funkce nezanechává v těle kovová residua a není tak potřeba další nákladná operace k vyjmutí implantátu. Aplikace biodegradabilních implantátů je tak ve srovnání s běžně užívanými inertními biomateriály méně invazivní. Pro adhezi buněk na implantátu je rozhodující nejen samotný materiál implantátu, případně jeho povrchová úprava, ale i stav povrchu implantátu. Budou proto testovány implantáty z objemového materiálu, implantáty porézní a dále implantáty s plným jádrem a porézní povrchovou vrstvou. Testované implantáty budou vyrobeny progresivní metodou Selective laser melting, která umožňuje nejen výrobu tvarově složitých součástí ale i možnost řízené pórovitosti finálního výrobku. Alternativně budou testovány také povrchové úpravy na bázi CaP a jejich vliv na korozní vlastnosti a biokompatibilitu celého implantátu.
Description in EnglishThe main objective of the project is development and production of innovative biodegradable porous bone void fillers. Material used for production of such implants will be magnesium alloy WE43, which exhibits good biocompatibility. Mechanical properties of the alloy are close to those of bone tissue and implants from such alloy can therefore provide sufficient support to the healing tissue without undesirable stress shielding effect. Implants from such alloy also exhibit osteoinductive properties and its degradation promotes bone tissue healing process. The implant is gradually resorbed by organism during healing process providing support. After the healing process ends, no metal residues are left in the body and there is no need for costly operation for implant removal. Application of biodegradable implants is therefore less invasive, comparing to commonly used bioinert materials. For cell adhesion to the implant, not only implant material type or its surface treatment is important, but also state of the implant surface. Therefore, bulk and porous implants as well as implants with bulk core and porous surface layer will be tested. For the production of implants, selective laser melting method will be used. Such progressive method allows not only production of complicated shapes but also control of porosity of final component. Alternatively, CaP based surface treatments and their influence on corrosion properties and biocompatibility of the whole implant will be tested.
KeywordsBiodegradabilita; hořčíková slitina; aditivní technologie; koroze; povrchové úpravy
Key words in EnglishBiodegradability; magnesium alloy; aditive manufacturing; corrosion; surface treatment
Mark
FV20232
Default language
Czech
People responsible
Jaroš Jan, Ing. - fellow researcherKoutný Daniel, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcherPaloušek David, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcherRemešová Michaela, Ing., Ph.D. - fellow researcherSuchý Jan, Ing., Ph.D. - fellow researcherTkachenko Serhii, Ph.D. - fellow researcherUhlíř Filip, Ing. - fellow researcherZábranský Karel, Ing., Ph.D. - fellow researcherHorynová Miroslava, Ing., Ph.D. - principal person responsibleKlakurková Lenka, Ing., Ph.D. - principal person responsible
Units
Advanced Coatings- co-beneficiary (2016-11-24 - not assigned)Advanced instrumentation and methods for material characterization- responsible department (2016-11-25 - 2018-01-05)NCC MESTEC - Machine and Industrial Design Division- co-beneficiary (2017-07-01 - 2021-06-30)
Results
HORYNOVÁ, M.; REMEŠOVÁ, M.; KLAKURKOVÁ, L.; DVOŘÁK, K.; ROČŇÁKOVÁ, I.; YAN, S.; ČELKO, L.; SONG, G. L. Design of tailored biodegradable implants: The effect of voltageon electrodeposited calcium phosphate Coatings on puremagnesium. Journal of the American Ceramic Society, 2019, vol. 102, no. 1, p. 123-135. ISSN: 0002-7820.Detail
SUCHÝ, J.; HORYNOVÁ, M.; KLAKURKOVÁ, L.; PALOUŠEK, D.; KOUTNÝ, D.; ČELKO, L. Effect of Laser Parameters on Processing of Biodegradable Magnesium Alloy WE43 via Selective Laser Melting Method. Materials, 2020, vol. 13, no. 11, p. 1-17. ISSN: 1996-1944.Detail
SUCHÝ, J.; KLAKURKOVÁ, L.; MAN, O.; REMEŠOVÁ, M.; HORYNOVÁ, M.; PALOUŠEK, D.; KOUTNÝ, D.; KRIŠTOFOVÁ, P.; VOJTĚCH, D.; ČELKO, L. Corrosion behaviour of WE43 magnesium alloy printed using selective laser melting in simulation body fluid solution. Journal of Manufacturing Processes, 2021, vol. 69, no. 1, p. 556-566. ISSN: 1526-6125.Detail
KRIŠTOFOVÁ, P.; ROUDNICKÁ, M.; KUBÁSEK, J.; PALOUŠEK, D.; SUCHÝ, J.; VOJTĚCH, D. Influence of Production Parameters on the Properties of 3D Printed Magnesium Alloy Mg-4Y-3RE-Zr (WE43). Manufacturing TECHNOLOGY, 2019, vol. 19, no. 4, p. 613-618. ISSN: 1213-2489.Detail
KRIŠTOFOVÁ, P.; ROUDNICKÁ, M.; KUBÁSEK, J.; MICHALCOVÁ, A.; VOJTĚCH, D.; SUCHÝ, J.; PALOUŠEK, D.; ALZUBI, E. Magnesium Alloy WE43 Produced by 3D Printing (SLM). In Defect and Diffusion Forum. Defect and Diffusion Forum. 2020. p. 345-350. ISBN: 9783035736120. ISSN: 1662-9507.Detail
BEDNAŘÍKOVÁ, V.; KLAKURKOVÁ, L.; REMEŠOVÁ, M.; HORYNOVÁ, M.; SUCHÝ, J.; PALOUŠEK, D.; ČELKO, L. In Vitro Corrosion Study of Selected Laser Melted WE43 Magnesium Alloy in Hank´s Balanced Salt Solution. In Key Engineering Materials. Key Engineering Materials (web). Switzerland: Trans Tech Publications Ltd, 2022. p. 113-118. ISSN: 1662-9795.Detail
LOVAŠIOVÁ, P.; LOVAŠI, T.; KUBÁSEK, J.; JABLONSKÁ, E.; MSALLAMOVÁ, Š.; MICHALCOVÁ, A.; VOJTĚCH, D.; SUCHÝ, J.; KOUTNÝ, D.; ALZUBI, E. Biodegradable WE43 Magnesium Alloy Produced by Selective Laser Melting: Mechanical Properties, Corrosion Behavior, and In-Vitro Cytotoxicity. Metals, 2022, vol. 12, no. 3, ISSN: 2075-4701.Detail
ČEJKA, Z.; ČELKO, L.; KLAKURKOVÁ, L.; REMEŠOVÁ, M.; VOJTĚCH, D.; KOUTNÝ, D.; PALOUŠEK, D.; SUCHÝ, J.; ProSpon, spol. s r.o., Kladno, CZ: Zátka intramedulárního kostního kanálu. 35211, užitný vzor. (2021)Detail
ČEJKA, Z.; ČELKO, L.; KLAKURKOVÁ, L.; REMEŠOVÁ, M.; VOJTĚCH, D.; JAROŠ, J.; KOUTNÝ, D.; SUCHÝ, J.: Zátka intramedulárního kostního kanálu; Biodegradabilní implantát z objemového kovového materiálu. ProSpon, spol. s r. o. Jiřího Voskovce 3206 272 01 Kladno. (funkční vzorek)Detail
ČEJKA, Z.; ČELKO, L.; KLAKURKOVÁ, L.; REMEŠOVÁ, M.; VOJTĚCH, D.; JAROŠ, J.; KOUTNÝ, D.; SUCHÝ, J.: Zátka intramedulárního kostního kanálu; Biodegradabilní implantát ze slitiny WE43 s objemovým jádrem a porézní povrchovou vrstvou. ProSpon, spol. s r. o. Jiřího Voskovce 3206 272 01 Kladno. (funkční vzorek)Detail
ČEJKA, Z.; ČELKO, L.; KLAKURKOVÁ, L.; REMEŠOVÁ, M.; VOJTĚCH, D.; JAROŠ, J.; KOUTNÝ, D.; SUCHÝ, J.: Zátka intramedulárního kostního kanálu; Porézní biodegradabilní implantát ze slitiny WE43. ProSpon, spol. s r. o. Jiřího Voskovce 3206 272 01 Kladno. (funkční vzorek)Detail