Разработка опытно-промышленных технологий получения гидроксиапатит/коллагеновых композиционных препаратов/ покрытий имплантируемых материалов
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.522.12.2007
Организация
ФГБУ "НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи" Минздрава России
Руководитель работ
Гинцбург Александр Леонидович
Продолжительность работ
2008 - 2010, 30 мес.
Бюджетные средства
139 млн
Внебюджетные средства
62 млн
Конкурс
Разработка опытно-промышленных технологий получения гидроксиапатит/коллагеновых композиционных препаратов/покрытий имплантируемых материалов.
Разработка опытно-промышленных технологий получения композиционных препаратов/покрытий имплантируемых материалов.
Соисполнители
Организация
ГУП ИНТЦ "ИСКРА" РБ
Организация
Химический факультет МГУ
Организация
ООО "СИТЕК СЕРВИС"
Организация
ООО фирмы "Имтек"
Организация
ФГБОУ ВО "УГАТУ"
Организация
ИМБ РАН
Участники проекта
Зам. руководителя работ
Лунин Владимир Глебович
Этапы проекта
1
30.04.2008 - 31.08.2008
В результате выполнения этапа работы:
Был выполнен анализ и определены основные требования к эксплутационным свойствам материалов и конструкций (в том числе поверхности) имплантатов для ортопедии и травматологии для эффективного применения гидроксиапатит/коллагеновых композитных материалов.
Были выполнены работы по дальнейшему совершенствованию режимов получения упрочненного титана Grade-4 с использованием непрерывного равноканального углового прессования (РКУП-конформ).
Была изготовлена партия прутков из упрочненного титана для изготовления опытных образцов с модифицированной поверхностью.
Была проведена оценка и выбор конструкций титановых имплантатов с гидроксиапатит/коллагеновыми композитными покрытиями, перспективных для применения в стоматологии, ортопедии и травматологии.
Были проанализированы методы обработки металлических имплантатов для получения развитой рельефной (пористой) поверхности, и выбраны наиболее эффективные, обеспечивающие получение на имплантатах пористых и рельефных функциональных слоев различного состава с высокой степенью химического взаимодействия в системе металлическая основа – функциональный слой, а среди них, прежде всего, микродуговое оксидирование.
Был проведен анализ возможных подходов к синтезу нанокристаллического гидроксиапатита, и выбран для разработки конденсационный метод синтеза нанокристаллического гидроксиапатита.
Был разработан оптимальный способ получения наногидроксиапатита.
Были синтезированы и охарактеризованы различные морфологические формы гидроксиапатита с внутренним объемом и размером пор, соответствующим размеру клеточных структур.
Был разработан проект лабораторного регламента синтеза наногидроксиапатита.
Были разработаны схемы и методики выделения различных форм коллагена и проведена характеристика полученных препаратов.
Был разработан проект лабораторного регламента получения коллагена.
Были сконструированы плазмидные конструкции, несущие гены факторов роста, хоуминга и адгезии, слитых с коллаген-, целлюлозо- и декстран- связывающими доменами.
Были проанализированы и отобраны конструкции, обеспечивающие экспрессию целевых белков, перспективных в отношении использования на последующих этапах работы.
Была разработана методика иммобилизации в композиционном препарате/покрытии факторов, необходимых для ускорения процесса регенерации тканей и приживления имплантата.
Был разработан проект лабораторного регламента получения факторов хоуминга, роста и адгезии.
Были разработаны методы культивирования мезенхимальных стромальных клеток костного мозга лабораторных животных с целью их использования для проверки биологической активности белковых факторов – компонентов разрабатываемого композиционного покрытия имплантатов.
Были проведены патентные и маркетинговые исследования по теме проекта.
Был выполнен анализ и определены основные требования к эксплутационным свойствам материалов и конструкций (в том числе поверхности) имплантатов для ортопедии и травматологии для эффективного применения гидроксиапатит/коллагеновых композитных материалов.
Были выполнены работы по дальнейшему совершенствованию режимов получения упрочненного титана Grade-4 с использованием непрерывного равноканального углового прессования (РКУП-конформ).
Была изготовлена партия прутков из упрочненного титана для изготовления опытных образцов с модифицированной поверхностью.
Была проведена оценка и выбор конструкций титановых имплантатов с гидроксиапатит/коллагеновыми композитными покрытиями, перспективных для применения в стоматологии, ортопедии и травматологии.
Были проанализированы методы обработки металлических имплантатов для получения развитой рельефной (пористой) поверхности, и выбраны наиболее эффективные, обеспечивающие получение на имплантатах пористых и рельефных функциональных слоев различного состава с высокой степенью химического взаимодействия в системе металлическая основа – функциональный слой, а среди них, прежде всего, микродуговое оксидирование.
Был проведен анализ возможных подходов к синтезу нанокристаллического гидроксиапатита, и выбран для разработки конденсационный метод синтеза нанокристаллического гидроксиапатита.
Был разработан оптимальный способ получения наногидроксиапатита.
Были синтезированы и охарактеризованы различные морфологические формы гидроксиапатита с внутренним объемом и размером пор, соответствующим размеру клеточных структур.
Был разработан проект лабораторного регламента синтеза наногидроксиапатита.
Были разработаны схемы и методики выделения различных форм коллагена и проведена характеристика полученных препаратов.
Был разработан проект лабораторного регламента получения коллагена.
Были сконструированы плазмидные конструкции, несущие гены факторов роста, хоуминга и адгезии, слитых с коллаген-, целлюлозо- и декстран- связывающими доменами.
Были проанализированы и отобраны конструкции, обеспечивающие экспрессию целевых белков, перспективных в отношении использования на последующих этапах работы.
Была разработана методика иммобилизации в композиционном препарате/покрытии факторов, необходимых для ускорения процесса регенерации тканей и приживления имплантата.
Был разработан проект лабораторного регламента получения факторов хоуминга, роста и адгезии.
Были разработаны методы культивирования мезенхимальных стромальных клеток костного мозга лабораторных животных с целью их использования для проверки биологической активности белковых факторов – компонентов разрабатываемого композиционного покрытия имплантатов.
Были проведены патентные и маркетинговые исследования по теме проекта.
2
01.09.2008 - 31.12.2008
Были разработаны технологии создания поверхности металлических имплантатов различной степени шероховатости для нанесения и удержания на поверхности разрабатываемых композиционных материалов.
Были получены объекты из упрочненного титана с обработанной по различным режимам поверхностью для биологических исследований.
Были разработаны конструкции металлических имплантатов, обеспе-чивающие удержание на их поверхности разрабатываемых композиционных материалов.
Был разработан Проект опытно-промышленного регламента на гидро-ксиапатит.
Был составлен Проект ТУ на гидроксиапатит.
Был составлена временная фармакопейной статьи на гидроксиапатит.
Была получена опытная партия гидроксиапатита для доклинических испытаний.
Были проведены доклинические испытания препарата гидроксиапати-та.
Был разработан Проект опытно-промышленного регламента на колла-ген.
Был составлен Проект ТУ на коллаген.
Была составлена временная фармакопейная статья на коллаген.
Была получена опытная партия коллагена для лабораторных испыта-ний.
Была получена опытная партия сорбентов с иммобилизованными пре-паратами коллагена для испытаний.
Были отработаны основные возможные режимы нанесения композици-онного покрытия на титановые имплантаты.
Был произведен выбор рациональных методов подготовки поверхности титановых имплантатов для использования в ортопедии и травматологии с применением композитов коллаген/гидроксиапатит.
Был составлен лабораторный регламент получения композиционного препарата/покрытия из разработанных компонентов.
Были разработаны протоколы тестирования миграции и адсорбции стромальных клеток и остеобластов к поверхности титановых имплантатов и композиционным покрытиям.
Было проведено моделирование различных экспозиций эксперимен-тального экзогенного воздействия на лабораторных животных.
Были проведены эксперименты на животных с внедрением компози-ционных материалов на основе гидроксиапатита и коллагена в костную ткань.
Было проведено экспериментально-морфологическое исследование ос-теогенеза в области имплантации в костную ткань композиции на основе гидроксиапатита и коллагена.
Был подготовлен бизнес-план организации и развития опытно-промышленного производства композиционных материалов для заполнения дефектов костной ткани и имплантатов с композиционным покрытием.
Были получены объекты из упрочненного титана с обработанной по различным режимам поверхностью для биологических исследований.
Были разработаны конструкции металлических имплантатов, обеспе-чивающие удержание на их поверхности разрабатываемых композиционных материалов.
Был разработан Проект опытно-промышленного регламента на гидро-ксиапатит.
Был составлен Проект ТУ на гидроксиапатит.
Был составлена временная фармакопейной статьи на гидроксиапатит.
Была получена опытная партия гидроксиапатита для доклинических испытаний.
Были проведены доклинические испытания препарата гидроксиапати-та.
Был разработан Проект опытно-промышленного регламента на колла-ген.
Был составлен Проект ТУ на коллаген.
Была составлена временная фармакопейная статья на коллаген.
Была получена опытная партия коллагена для лабораторных испыта-ний.
Была получена опытная партия сорбентов с иммобилизованными пре-паратами коллагена для испытаний.
Были отработаны основные возможные режимы нанесения композици-онного покрытия на титановые имплантаты.
Был произведен выбор рациональных методов подготовки поверхности титановых имплантатов для использования в ортопедии и травматологии с применением композитов коллаген/гидроксиапатит.
Был составлен лабораторный регламент получения композиционного препарата/покрытия из разработанных компонентов.
Были разработаны протоколы тестирования миграции и адсорбции стромальных клеток и остеобластов к поверхности титановых имплантатов и композиционным покрытиям.
Было проведено моделирование различных экспозиций эксперимен-тального экзогенного воздействия на лабораторных животных.
Были проведены эксперименты на животных с внедрением компози-ционных материалов на основе гидроксиапатита и коллагена в костную ткань.
Было проведено экспериментально-морфологическое исследование ос-теогенеза в области имплантации в костную ткань композиции на основе гидроксиапатита и коллагена.
Был подготовлен бизнес-план организации и развития опытно-промышленного производства композиционных материалов для заполнения дефектов костной ткани и имплантатов с композиционным покрытием.
3
01.01.2009 - 30.06.2009
Проведено тестирование механических свойств композиционного препарата из разработанных компонентов. Разработаны ТУ на композиционный препарат/покрытие. Разработаны конструкции стоматологических имплантатов для эффективного применения препарата/покрытия. Подготовлена техническая документация с литерой «Э» на стоматологические имплантаты. Разработано конструктивное решение опытных образцов металлических имплантатов для коррекции и фиксации позвоночника. Подготовлена рабочая конструкторская документация, предназначенная для изготовления и испытания опытного образца (без присвоения литеры) на металлические имплантаты. Разработана технология создания поверхности металлических имплантатов для нанесения и удержания на поверхности разрабатываемого композиционного покрытия. Подготовлена технологическая документация с литерой «П» на технологию создания пористой поверхности. Разработаны ПМ предварительных испытаний металлических имплантатов с подготовленной для нанесения композиционного препарата МДО-поверхностью. Изготовлены модельные и опытные образцы имплантатов с поверхностью, подготовленной для нанесения композиционного препарата/покрытия.Разработан проект лабораторного регламента нанесения композиционного препарата/покрытия на материал имплантатов.
4
01.07.2009 - 30.11.2009
Проведены предварительные испытания препаратов гидроксиапатита и партий коллагена.Изготовлена опытная партия образцов стоматологических имплантатов из упрочнённого титана. Разработано конструктивное решение опытного образца стоматологического имплантата и его основных составных частей с присвоением документам литеры «Т».Проведён выпуск опытных партий образцов металлических имплантатов для ортопедии и травматологии с обработанной поверхностью для нанесения композиционного препарата/покрытия.Произведён выпуск экспериментально-производственных серий композиционного препарата/покрытия. Разработан опытно-промышленный регламент нанесения композиционного препарата /покрытия на материал имплантатов.Проведено предварительное испытание композиционного препарата/покрытия.
5
01.01.2010 - 30.06.2010
Проведены работы по расширению ассортимента продукции на основе гидроксиапатита. Разработаны проекты ТУ. Созданы опытно-промыщленные серии композиционных препаратов для испытаний и сертификации. Проведены технические приемочные испытания опытных образцов разработанных стоматологических имплантантов в комплексе с композиционным препаратом/покрытием для сертификации и разработанных имплантантов для ортопедии и травматологии в комплексе с композиционным препаратом/покрытием для сертификации.
6
01.07.2010 - 31.10.2010
Разработаны проекты ТУ.
Организованы производственные участки для производства препарата/покрытия; по обработке металлических имплантатов для формирования пористой поверхности с целью нанесения и удержания композиционного препарата/покрытия; для нанесения композиционного покрытия на имплантаты. Разработаны комплекты конструкторской документации с литерой «О» на опытные образцы стоматологических имплантатов. Разработаны комплекты конструкторской документации с литерой «О» на опытный образец устройства для коррекции и фиксации позвоночника.
Организованы производственные участки для производства препарата/покрытия; по обработке металлических имплантатов для формирования пористой поверхности с целью нанесения и удержания композиционного препарата/покрытия; для нанесения композиционного покрытия на имплантаты. Разработаны комплекты конструкторской документации с литерой «О» на опытные образцы стоматологических имплантатов. Разработаны комплекты конструкторской документации с литерой «О» на опытный образец устройства для коррекции и фиксации позвоночника.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
2.2 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области наук о жизни
Создание имплантируемых трехмерных биокострукций из титановых сплавов с развитым рельефом поверхности и биоактивным наноструктурным покрытием с антибактериальным эффектом
Продолжительность работ
2014 - 2016, 25 мес.
Бюджетные средства
14,5 млн
Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИГиЛ СО РАН
профинансировано
Композиционные самовосстанавливающиеся и самозалечивающиеся полимерные и металлополимерные покрытия
Продолжительность работ
2017 - 2019, 21 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Организация
РХТУ им. Д.И. Менделеева
профинансировано
Металлооксидные композиционные покрытия для защиты от коррозии и повышения износостойкости конструкционных материалов
профинансировано
Разработка технологии плазмохимического синтеза наноструктурированных фотокаталитических покрытий для керамических композиционных материалов
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Организация
БГТУ им. В.Г.Шухова
профинансировано