Dizajn i priprema kompozita kalcijevih fosfata za poboljšanu stabilnost 3D printanih koštanih implantata

Glavni istraživač

Tip projekta
u tijeku
Program
Uspostavni istraživački projekti
Financijer
Hrvatska zaklada za znanost
Datum početka
15.10.2026.
Datum završetka
14.10.2029.
Status
Aktivan
Iznos financiranja
193200 EUR
Više informacija

Keramički materijali temeljeni na kalcijevim fosfatima (CaP) široko se primjenjuju u inženjerstvu koštanog tkiva zbog sličnosti s anorganskom komponentom čvrstog tkiva, biokompatibilnosti, osteokonduktivnosti i biorazgradivosti. Aditivna proizvodnja (AM), osobito ekstruzijsko 3D printanje, omogućuje izradu CaP potpornja kontrolirane porozne strukture. U tom se procesu CaP najčešće printa kao pasta s polimerom, nakon čega slijedi uklanjanje polimera i visokotemperaturno sinteriranje radi postizanja mehaničke stabilnosti. Međutim, taj korak često uzrokuje pukotine i nestabilnost strukture zbog nedovoljne kontrole sastava i mikrostrukture u ranim fazama obrade.Središnja hipoteza projekta CaPES-3D jest da primjena kompozitnih materijala na bazi CaP može smanjiti nastanak defekata tijekom sinteriranja i poboljšati mehaničku stabilnost 3D-printanih potpornja. Konvencionalni pristupi temelje se na miješanju sekundarnih faza u paste za printanje, što ograničava kontrolu međupovršinske strukture. U ovom projektu predlaže se direktno formiranje CaP faze na sekundarnim fazama tijekom sinteze, čime se postiže bolja disperzija i međudjelovanje. Inovativnost leži u strategiji pripreme, gdje se struktura kompozita definira na nanorazini prije procesuiranja. Kao sekundarna faza odabrane su TiO2 nanožice (TiNW) zbog biokompatibilnosti i povoljnih mehaničkih svojstava.Kompozitni materijali formulirat će se u termoosjetljive paste i printati ekstruzijom. Sustavna istraživanja omogućit će povezivanje sastava, mikrostrukture i procesnih parametara s mogućnošću printanja, ponašanjem tijekom sinteriranja, nastankom pukotina i mehaničkim svojstvima. Strukturna i biološka svojstva procijenit će se fizikalno-kemijskim analizama, mehaničkim ispitivanjima i testovima vijabilnosti stanica.Pomakom fokusa s optimizacije procesa na dizajn materijala, projekt uvodi novu paradigmu u AM keramike te postavlja temelje za pouzdanu i skalabilnu proizvodnju biomaterijala za buduću biomedicinsku primjenu.