Обоснование необходимости проведения НИР

В России ежегодно требуется больше 60 тысяч имплантатов, а выпускается в семь раз меньше. Дорогая импортная продукция проблемы не решает: имплантатом сейчас снабжен только один из пяти российских безруких. Актуальность проекта состоит в том, что на данный момент в России отсутствует технология экспрессного создания индивидуальных костных имплантатов.

Цель:

Разработка технологии получения гибридных материалов для проектирования и создания( от исходного материала до прототипа) нового класса биоинспирированных имплантов и покрытий в приложении к биоинженерной костной ткани.

Задачи:

1)Разработать технологию получения синтетического ГАП

2)Установить состав и технологические режимы создания биорезорбируемых композитов на основе синтетического ГАП и полимеров молочной кислоты(ПМК)

3)Определить соответствие композита для производства биоинспирированных имплантатов

Научная новизна предлагаемых в проекте решений

Решается научно-техническая проблема разработки составов чернил для 3D печати костных имплантатов

Основные технические параметры, определяющие количественные, качественные и стоимостные характеристики продукции 

Применение данного метода решает сразу несколько проблем: экспрессное создание имплантатов сложной формы и относительная дешевизна. Также широко известно, что использование чистого ГА нецелесообразно ввиду его малой прочности, поэтому нами предложен способ получения композита на основе синт. ГА-ПЛА, который решает проблему биологической совместимости имплантатов.
Достоинства нашего метода по сравнению с аналогами: дешевизна (1гр стоит 90р), относительная простота и унификация под стандартные 3д-принтеры opensourse со стандартной нитью 1,75 мм, высокая точность, а также получение как композитов полученных без обжиговым методом и при необходимости получения получение легкоспекающегося образца. 
Основными зарубежными конкурентами являются 4 (Oxford Performance Materials, Xilloc, Medicrea, World Advanced Saving Project) компании которые выпускают продукцию также методом 3д-печати и которые пользуются широким спросом. По основному фактору – биорезорбируемость  2 из 4(Xilloc, Medicrea) конкурентов проигрывают, так как используют биологически нейтральный титан, который остается в теле человека навсегда. Остальные получают материалы малой прочности и беспористые, пригодные только к заполнению дефектов костей, но не как к замещению.

Конструктивные требования

Планируется выпуск нити, обладающей "стандартным" для 3d-принтеров диаметром - 1,75 мм. Температура размягчения -  180..220 градусов Цельсия. 
Также сами имплантаты имеют открытую костную пористость, являются не токсичными, биологически совестимыми, а также биорезорбируемыми (замещаются родной костной тканью)

Область применения

Регенеративная медицина, медицинские и военно-медицинские учреждения, частные клиники, медицинские вузы, НИИ Онкологии, центры имплантаций,

Имеющиеся аналоги

По состоянию на октябрь 2015 года в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют публикации о создании технологии 3D-печати костных имплантатов методом FDM биорезорбируемыми чернилами на основе кальциевых фосфатов. Создание костных имплантатов нового поколения является актуальной задачей мирового масштаба.

План реализации

1 год. 
Теоретическое обоснование и формирование рабочей гипотезы исследований. Исследования влияния добавок и способов подготовки на конечный продукт. Исследование материала на токсичность.
2 год.
Печать опытных образцов сложной формы. Испытание прочностных характеристик напечатанных имплантатов. Испытания in vivo на мелких грызунах.