Biodegraderbara magnesiumlegeringar, producerade via PBF-LB
- Diarienummer
- FID17-0028
- Start- och slutdatum
- 190101-231231
- Beviljat belopp
- 2 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- Swerea KIMAB AB
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Additiv tillverkning (AM) har underlättat framställningen av patient-specifika implantat. Tillgängliga metaller idag för AM (eller 3D-utskrivning) är icke-nedbrytbara material såsom titanlegeringar. I detta projekt föreslår vi utveckling av utskrivningsbara, nedbrytbara legeringar baserade på magnesium, en lovande metall för ortopediska tillämpningar. Ett nedbrytbart material skulle kunna ge en minskad risk för implantat-relaterade infektioner, såväl som utökade behandlingsmöjligheter av den yngre, växande befolkningen. En screening av möjliga materialkompositioner kommer att göras med numeriska studier. Pulver lämpliga för 3D-printning, kommer sedan att utvecklas och tillverkas, tillsammans med lämpliga processparametrar anpassade för utskrift av dessa legeringar mha pulverbäddsfusion med laserstråle (PBF-LB). Generella såväl som tillämpningsanpassade materialkaraktäriseringar kommer att göras, t.ex. nedbrytnings- och biokompatibilitetstester, för input till materialutvecklingen som en iterativ loop. Projektet förväntas resultera i utökad kunskap om framställning av magnesium-baserade legeringar för additiv tillverkning generellt, men särskilt resultera i lovande biomaterialspecifikationer för framtida preklinisk utvärdering. Slutmålet med utskrivningsbara, nedbrytbara legeringar förväntas vara till stor nytta för patienter i form av patient-specifika implantat, en minskad risk för infektioner, samt ökade möjligheter för behandling av yngre patienter.
Populärvetenskaplig beskrivning
Additiv tillverkning, eller 3D-printning, har underlättat framställningen av patient-specifika implantat, dvs implantat som är (främst) strukturellt anpassade till den enskilda patienten. Nuvarande metaller tillgängliga för 3D-utskrivning är dock gjorda av traditionella, icke-nedbrytbara material såsom titan-baserade legeringar. I detta projekt föreslår vi utveckling av utskrivningsbara, nedbrytbara legeringar baserade på magnesium, en lovande metall för tillämpningar i kroppen. Ett nedbrytbart material skulle kunna ge en minskad risk för implantat-relaterade infektioner, eftersom materialet försvinner över tid och gradvis ersätts av kroppens egna material, såväl som utökade behandlingsmöjligheter av den yngre, växande befolkningen, där ett implantat som försvinner eller kan anpassas till den växande kroppen behövs. Möjliga materialkombinationer kommer att utvärderas med hjälp av datorstudier där tidigare data och teorier sätts samman för att förutspå nya materials egenskaper. Pulver som är lämpliga för 3D-printning kommer sedan att utvecklas och tillverkas. Lämpliga processparametrar anpassade för utskrift med hjälp av en laserstrålteknik kommer sedan att utvecklas. Generella såväl som tillämpningsanpassade materialkaraktäriseringar kommer att göras, t.ex. nedbrytnings- och cellstudier, för input till materialutvecklingen som en iterativ loop. Projektet förväntas resultera i utökad kunskap om framställning av magnesium-baserade legeringar för additiv tillverkning generellt, men särskilt resultera i lovande biomaterialspecifikationer för framtida utvärdering i modeller som ligger närmare klinik. Slutmålet med utskrivningsbara, nedbrytbara legeringar förväntas vara till stor nytta för patienter i form av patient-specifika implantat, en minskad risk för infektioner, samt ökade möjligheter för behandling av yngre patienter.