In this interdisciplinary project, innovated diamond coatings will be prepared on bone and vascular implants in order to enhance their histocompatibility for biomedical applications. The implants will be based on metallic substrates used in medicine (Ti, Ti-6Al-4V, stainless steel). In addition, novel types of materials with embedded gold and diamond nanoparticles, polymers, self-standing diamond structures and composites will be developed for further enhanced implant functionality. We will optimize hierarchically organized micro- and nano-structured implants as well as their surface chemistry and wettability by lasers and plasma treatments. The implants will be further functionalized using BMP-7 for enhancing their osseointegration or heparin for promoting endothelial regeneration and preventing restenosis. The developed constructs will be tested and immunologically screened in cultures of bone and vascular cells. The most promising implants will be evaluated in vivo by implantation into the tibia or carotid arteries of rabbits, followed by histological analysis.

V tomto mezioborovém projektu budou připraveny inovované diamantové povlaky kostních a cévních implantátů pro zvýšení jejich histokompatibility při biomedicínských aplikacích. Implantáty budou založeny na kovech běžně užívaných v medicíně (Ti, Ti-6Al-4V, nerez ocel). Pro další zlepšení funkce budou navíc zkoumány nové materiály s nanočásticemi zlata a diamantu, polymery, samonosnými diamantovými strukturami a jejich kompozity. Hierarchicky organizovaná mikro- a nanostruktura implantátů, jejich povrchové chemické složení a smáčivost budou optimalizovány pomocí laseru a plazmatu. Implantáty budou dále funkcionalizovány kostním morfogenetickým proteinem-7 (BMP-7) pro zvýšení jejich osteointegrace nebo heparinem pro zvýšení regenerace endotelu a prevenci restenózy. Nově vyvinuté materiály budou testovány in vitro především z hlediska imunitní aktivace buněk. Vybrané materiály pak budou implantovány in vivo do tibie a krčních tepen králíka a následně bude histologicky sledována reakce přilehlých i vzdálených tkání.

Bioactive nanostructured surfaces for histocompatible implants

Doba řešení: 2015-2018

Obsahuje literaturu