Název programu: Operační program Jan Amos Komenský
Číslo výzvy: 02_22_010
Název výzvy: OP JAP – MSCA Fellowships CZ
Název projektu CZ: Zlepšení mechanických vlastností 3D tištěných porézních kompozitních scaffoldů z bio-oxykarbidu křemíku pro regeneraci kompaktní kosti
Anotace: Kostní štěpy jsou po krevních transfuzích druhým nejčastějším typem transplantace tkání na světě, přičemž ročně se provedou přibližně dva miliony ortopedických operací. Jen v EU se celkový počet křehkých zlomenin, které často vedou k takto ošetřovaným defektům, podle odhadu zvýší z 2,7 milionu v roce 2017 na 3,3 milionu v roce 2030. Připočteme-li k tomu dlaší potenciálně velké úrazy kostí a patologické stavy, jako jsou degenerativní onemocnění, úrazy, nádoby a infekce, lze odvodit, že potřeba kostních náhrad bude stále jen narůstat. Bohužel omezená nabídka auto/allotransplantátů nestačí pokrýt klinické požadavky, a proto je třeba využít nové strategie v oblasti kostního tkáňového inženýrství. Překvapivě se komerční nabídka kostních náhrad omezuje výhradně na materiály, které vyplňují defekt, aniž by byly specifické pro pacienta co do rozsahu/tvaru a byly schopny nést zátěž. Mnoho zkoumaných scaffoldů pro kostní regeneraci nesplňuje důležitou trojkombinaci: pórovitost – mechanická pevnost – biokompatibilita. V tomto projektu navrhujeme využít dosud značně neprozkoumaný biomateriál: porézní oxykarbidy křemíku (SiOC) odvozené z tzv. prekeramických polysilanů. Věříme, že vhodnou inkorporací tvrdých keramických fází (Si3N4, BN/B4C a SiC) prostřednictvím sol-gel syntézy prekeramických polymerních silanů (polysilazan, polyborosilazan a polykarbosilan; užité jednotlivě) v kombinaci s následnou pyrolýzou lze výrazně zvýšit mechanickou pevnost kompozitnách scaffoldů z bio-oxykarbidu křemíku (bioSoOC) směrem k regeneraci kompatní kosti. Proto, ay výsledné materiály vykazovaly vysokou pórovitost, pevnost, a tedy i slibnou biokompatibilitu, budou takto navržené prekeramické pasty 3D vytištěny technologií maskované stereolitografie (MSLA – Masked stereolitography), která i v budoucnu zajistí rozsahovou a tvarovou specificitu pro konkrétní zranění každého pacienta. Jsme přesvědčení, že tyto materiály splní náročnost v oblasti syntetických kostních scaffoldů nové generace a mají potenciál zlepšit život pacientů.
Fyzická realizace: 1. 1. 2025 – 31. 12. 2026
