Projekat TR – 19015A

Razvoj plazma-sprej prevlaka na bazi hidroksiapatita za dobijanje implantata za ortopedsku hirurgiju

Vreme trajanja: 01/04/2008 – 31/12/2010

Finansijer: Ministarstvo za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije

Realizator: Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina – ITNMS, Beograd

Rukovodilac projekta:Prof. dr Zvonko Gulišija, naucni savetnik

Predmet rada:

Predmet rada na projektu je razvoj hidroksiapatitnih prevlaka na metalnom implantatu koje bi mogle da omoguce proizvodnju nove generacije implantata – bescementnih proteza ciji je vek trajanja dva puta duži od cementnih, a veza sa kostima nije više cisto mehanicka, vec je i biološka. Implantati u savremenoj ortopedskoj hirurgiji najcešce su izradeni od legura titana ili nerdajuceg celika, na koje se nanosi hidroksiapatitna (HAp) prevlaka. Sam sinteticki hidroksiapatit (HAp) je hemijski identican onom koji cini mineralnu gradu kostiju i zuba, pa ga organizam prihvata kao biokompatibilan, ali nema dovoljnu mehanicku cvrstocu da u dugom periodu izdrži opterecenja. Njegovim nanošenjem na metalni implantat, osim biokompatibilnosti, postiže se i biološka reakcija organizma koja se ogleda u medusobnom srastanju sa kostima, te se dobijaju dugotrajnije i mehanicki stabilnije bescementne proteze. Od nekoliko mogucih postupaka nanošenja ovih prevlaka na metalni implantat, rad na ovom projektu fokusiran je na dva: atmosferski plazma-sprej postupak (APS) i postupak elektroforetskog taloženja.

Plazma-sprej postupak ima tu prednost što se pomocu njega mogu nanostiti prevlake od meterijala sa visokom tackom topljenja, kao što su vatrostalni materijali i keramika. Ovako nanete prevlake su generalno kompaktnije, cvršce i cistije. Mogucnost variranja parametara, a time uticaj na strukturu, bioaktivne i mehanicke osobine veoma je raznovrsna.

Prednosti postupka elektroforetskog taloženja su: veliki stepen iskorišcenja sirovine, mogucnost prevlacenja predmeta komplikovanih oblika, ujednacena debljina prevlake, kao i lako automatizovanje postupka.

Karakterizacija nanetih prevlaka obuhvata mikrostrukuturnu analizu slike dibijene optickom i skening elektronskom mikroskopijom (SEM), kako i odredivanje odosa Ca/P pomocu EDX sonde. Fazni sastav odreduje se pomocu XRD, a poroznost softverski sa mikrofotografija. Kinetika desorpcije/apsorpcije odreduje se pracenjem rastvorljivosti Ca i P u simuliranoj telesnoj tecnosti kratkotrajnim i dugotrajnim ispitivanjima na temperaturi tela i na povišenim temperaturama.

Saradnici na projektu:

1. Prof.dr Zvonko Gulišija, naucni savetnik, ITNMS
2. dr Zoran Janjuševic, viši naucni saradnik, ITNMS
3. mr Marija Mihailovic, istraživac saradnik, ITNMS
4. mr Aleksandra Pataric, istraživac saradnik, ITNMS
5. dr Milentije Stefanovic, redovni profesor, Mašinski fakultet u Kragujevcu
6. dr Vesna Mandic, vanr.profesor, Mašinski fakultet u Kragujevcu
7. dr Srbislav Aleksandrovic, vanr.profesor, Mašinski fakultet u Kragujevcu
8. mr Vesna Nikolic, istraživac saradnik, Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju