Etapa IV/2009

Etapa IV/2009: Realizarea variantelor de implanturi osoase bioactive

Suma de la buget (credite) : 79.914 lei

Obiective planificate/realizate : O6 - Stabilirea conditiilor tehnice optime pentru sinteza de noi implanturi bioactive cu proprietati imbunatatite si aplicatii medicale multiple

Activitati planificate/realizate:

- Realizarea implanturilor bioactive prin inglobarea celulelor in materiale compozite (CO, P2)

- Managementul proiectului.

Rezultate obţinute :

Ø  Partenerul P2 – ICPE-CA a furnizat loturi de compusi ceramici pe baza de fosfat tricalcic (β-TCP) pentru elaborarea de compozite hibride COL/TCP coordonatorului de proiect:

- compusi ceramici pe baza de fosfat tricalcic β -Ca₃(PO₄)₂ - 2 serii de cate 15g;

- compusi ceramici pe baza de fosfat tricalcic cu substitutii izomorfe de ioni de  Mg²⁺ si Zn²⁺ - 15g din fiecare compozitie;

Ø  Materialele ceramice elaborate si furnizate au fost caracterizate in prealabil din punct de vedere compozitional, microstructural si al caracteristicilor de biocompatibilitate. Conform masuratorilor si evaluarilor efectuate pe pulberile ceramice elaborate se constata ca acestea prezinta ca faza unica compusul β-Ca₃(PO₄)₂, fara faze secundare, sunt biocompatibile si cu o buna reactivitate datorata si dimensiunilor submicrometrice ale particulelor.

Ø  CO a preparat 4 variante de suporturi compozite, utilizand COL tip I si pulberi nanometrice de β-TCP si β-Mg-TCP in doua raporturi de combinare diferite, 1 :1 si 1 :2. In urma liofilizarii si reticularii chimice cu EDC au fost obtinute suporturi 3D, poroase, biomimetice osului din punct de vedere compozitional.

Ø  Observatiile de SEM au evidentiat o incarcare progresiva a materialului colagenic odata cu cresterea cantitatii de b-TCP. De asemenea, s-a observat o heterogenitate a porilor din punct de vedere al dimensiunii, dupa reticularea chimica, dar porozitatea totala s-a mentinut superioara valorii de 70%, ceea ce permite utilizarea lor ca suporturi pentru celule. Diametrul mediu determinat al porilor a fost de aprox. 40 µm.

Ø  Observatiile de TEM confirma atasarea ferma a nanoparticulelor de β-TCP de-a lungul fibrelor de COL, ceea ce determina formarea de compozite stabile, care impiedica imprastierea in mediu a materialului ceramic. In structura suportului compozit s-a evidentiat prezenta fibrilelor de COL bandate ordonat, la 67 nm, similare COL nativ.

Ø  S-a stabilit un model experimental de realizare in laborator de implanturi bioactive pe baza de suport compozit COL-b-TCP si celule osoase prin tehnica injectarii celulelor in interiorul compozitelor. S-a selectat varianta de cultivare in conditii statice, iar parametri optimi de cultivare au fost: densitate celulara 1x10⁵ celule/ml, mediu de cultura DMEM cu 2mM L-glutamina, 1% amestec de antibiotice (penicilina, streptomicina/ neomicina/amfotericina), 15% ser fetal de vitel suplimentat cu acid ascorbic, b-glicerofosfat si dexametazona, timp de cultivare 21 de zile cu schimbarea mediului de 2 ori pe saptamana.

Ø  S-au realizat 4 variante de implant bioactiv, iar caracterizarea osteoblastelor cultivate in suporturile compozite s-a realizat prin metode specifice de microscopie optica. S-a observat ca toate suporturile au fost colonizate de osteoblaste sub forma de celule individuale sau grupuri celulare aderate la reteaua suportului. Morfologia celulelor a fost normala. Dintre variantele testate s-au evidentiat ca optime cele continand b-Mg-TCP si cele avand un raport de combinare 1 :1.

Ø   Datele au fost centralizate si integrate de catre INCDSB, coordonatorul proiectului, in raportul intermediar de activitate.