Syntes och processning av aktive kalciumfosfatcement
- Diarienummer
- RMA15-0110
- Start- och slutdatum
- 160501-220331
- Beviljat belopp
- 28 540 631 kr
- Förvaltande organisation
- Uppsala University
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Syfte och mål Vårt övergripande mål är att utveckla nya metoder för att syntetisera och processa råvaror för att skapa injicerbara / formbara beninduktiva cement för hårdvävnadsapplikationer. Nyckeln till en framtida klinisk användning av de studerade materialen är att skapa förståelse för påverkan från process- och materialparametrar på samverkan mellan aktiva molekyler med omkringliggande ben samt deras effekt på cementetsegenskaper. Mera specifikt är målet att utveckla nya syntes och process-metoder för beninducerande råvaror och cement innehållande Si, Sr eller pyrofosfat joner samt benaktiva seriner. Arbetsplan Projektet är strukturerat i arbetspaket; syntes av reaktiva pulver, syntes av seriner (samt varianter), processning av cement, studier av sättning och härdning samt utvärdering av egenskaper i bänk och prekliniska studier. Projektet innehåller också uppgifter för att studera pulver och cement med hjälp av avancerad materialanalys samt teoretisk modellering. FÖRVÄNTAT RESULTAT De viktigaste resultaten från ett framgångsrikt projekt: 1. Dokumentation av processer för bildning av serin, Sr och Si substituterade råvaror samt co-formering av Ca-pyrofosfat med reaktiva kalciumfosfatfaser. 2. Teoretisk förståelse av bildandet av reaktiva faser och deras motsvarande cement 3. Dokumentation av de utvecklade cementen i bänk och preklinisk testning 4. Nya innovationer relaterade till nya syntesmetoder och processning av cement
Populärvetenskaplig beskrivning
Implantat för att ersätta förlorat eller skadat skelett är oftast metallbaserade. Metallimplantat är inerta och samverkar till en mycket liten del med kroppens egen vävnad. Detta kan leda till problem och revisionskirurgi vid lång användning. Nästa generation av implantat kommer vara avsedda att samverka med skelettet och stimulera läkning och återskapa den skadade vävnaden. Materialen kallas för induktiva och flera olika induktiva strategier är för tillfället i utvecklingsstadium, t.ex. injicerbara keramiska cement. Exempel på applikationer för induktiva keramiska cement är som benutfyllnadsmedel vid ryggkirurgi, estetiska tillämpningar samt inom kranioplastik. För att möte denna utmaning har vi skapat ett team med forskare och företag som representerar teoretisk modellering, materialsyntes, avancerad materialanalys samt materialforskning och tillverkning samt preklinisk utvärdering. Vårt övergripande mål är att utveckla nya metoder för att syntetisera och processa råvaror för induktiva kalciumfosfatcement samt skapa cement för hårdvävnadsapplikationer. Nyckeln till en framtida klinisk användning av de studerade materialen är att skapa förståelse för påverkan från process- och materialparametrar på samverkan mellan aktiva molekyler och omkringliggande ben samt deras effekt på själva cementen. Tillverkningsmetoderna innefattar polymersyntes, våtkemi samt fastfasdiffusion. Förväntat resultat från projektet är dokumenterade tillverkningsmetoder för råvaror till cement, processning av cementen samt förståelse av deras biologiska effekt från smådjurstudier. Dessutom kommer projektet jobba med teoretisk modellering av syntesprocessen samt verifiera modellerna med materialanalys.