Proiectul este finanțat de Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării (CNCS/CCCDI - UEFISCDI).

Proiect nr. PN-III-P2-2.1-PED-2016-0142, în cadrul PNCDI III.

Copyright © Gabriela Strnad; design from http://www.wix.com/website/templates

Scopul proiectului a fost de a optimiza tehnologia de anodizare electrochimică (AE) utilizată pentru dezvoltarea acoperirilor nanostructurate (nanotuburi/nanopori) pe bază de TiO2 pe suprafețele complexe ale implanturilor biomedicale utilizate în chirurgia oro-maxilo-facială și ortopedică.

Implanturile medicale pentru înlocuirea țesuturilor dure (implanturi dentare sau ortopedice) au forme și geometrii complexe, suprafața lor este, de regulă, microrugoasă, și materialul utilizat este, în cele mai multe cazuri, aliajul de titan Ti6Al4V.  Astfel, optimizarea  procesului pentru dezvoltarea de nanostructuri pe suprafețe complexe, cu suprafață microrugoasă, din aliaje bifazice (α+β) cum este aliajul Ti6Al4V, este o direcție de cercetare extrem de actuală.

Propunerea de  proiect s-a bazat pe rezultatele noastre constand in depunerea de straturi de TiO2 nanostructurate prin AE în electroliți pe baza de HF, pe suprafete plane ale titanului pur și aliajului Ti6Al4V (stadiu TRL3 - Technology Readiness Level). Aceste rezultate erau la momentul respectiv (2016) la nivelul celor raportate la nivel mondial.

În cadrul proiectului de cercetare NanoBio EA au fost proiectate și realizate instalații de anodizare electrochimică (AE) și au fost definiți parametri de proces care asigură dezvoltarea prin procedeul AE, în mod controlabil și reproductibil, de straturi de oxid de titan în structură nanoporoasă/nanotubulară, dezvoltate pe suprafețe plane, cilindrice și filetate ale materialelor pe bază de titan (titan pur și aliaj Ti6Al4V). În condiții optimizate de proces, straturile de TiO2 nanostructurat sunt auto organizate, constau în nanotuburi/nanopori cu diametrul interior între 15-100 nm așa cum este cerut pentru o bună osteointegrare, demonstrează uniformitate și o bună acoperire a substratului plan, cilindric sau filetat, indiferent de pregătirea inițială a suprafeței. Acest fapt este de o mare importanță, permitând sintetizarea de nanotuburi de oxid de titan nu numai pe suprafețe pregătite avansat, extrapolisate (cum este cazul în marea majoritate a rezultatelor raportate actual în literatura de specialitate), ci și pe suprafețe cu o pregătire mai puțin pretențioasă (strunjite, rectificate) și pe suprafețe sablate și atacate chimic (SLA), suprafețe extrem de utilizate azi pentru implanturile dentare și ortopedice.

Ideea de a combina morfologia microstructurată SLA cu morfologia nanotubulară obținută prin anodizare electrochimică a fost urmărită de echipa de proiect și a dus la elaborarea unui nou produs (suprafață modificată cu nanotuburi de oxid de titan dezvoltate pe substrat sablat și atacat chimic) și a unui nou procedeu/tehnologie (procedeu de obținere a suprafețelor modificate cu nanotuburi de oxid de titan dezvoltate pe substrat sablat și atacat chimic) pentru care s-a aplicat o cerere de brevet de invenție. Pentru cazul suprafețelor filetate, soluția cu element de noutate de a roti proba filetată în timpul procesului de anodizare, propusă în proiect, a condus la dezvoltarea de straturi de oxid de titan nanostructurat pe toate elementele implanturilor de tip șurub:  diametrul exterior, diametrul interior, flancul filetului, conducând la rezultate brevetabile pentru care care este în curs de finalizare o cerere de brevet de invenție (Strat de oxid de titan nanostructurat dezvoltat pe suprafețe filetate pentru implanturi medicale și procedeu de obținere).

Rezultatele proiectului NanoBio EA: 12 articole științifice, 11 participări la conferințe științifice, 5 distincții obținute pentru rezultatele comunicate, 3 instalații de anodizare electrochimică,  2 produse/tehnologii noi (o cerere de brevet de invenție depusă și una în curs de finalizare), au depășit rezultatele estimate la începutul acestuia.

La sfârșitul proiectului ne aflăm, așa cum ne-am propus, la nivelul de maturitate tehnologică TRL4, care înseamnă validare a componentelor și/sau ansamblului în condiții de laborator. Am dezvoltat componentele tehnologiei de anodizare electrochimică și le-am integrat în ansambluri funcționale (instalații de anodizare electrochimică) pentru care am optimizat parametri de proces în vederea dezvoltării de suprafețe modificate la nivel nanometric. Rezultatele experimentelor de anodizare electrochimică derulate în condițiile optimizate determinate de noi sunt conforme cu performanțele așteptate, permitând dezvoltarea de nanostructuri (nanopori/nanotuburi) cu diametre interioare între 15-100 nm, așa cum este cerut de criteriul de optimizare definit pentru o bună osteointegrare a materialelor pe bază de titan modificate prin AE. Am dovedit astfel că ansamblul componentelor care formează instalațiile de anodizare electrochimică  proiectate și realizate de noi funcționează corect ca sistem, tehnologia de AE este perfect funcțională și procesul ce se desfășoară cu parametri optimizați este controlabil și reproductibil.

This site was designed with the
.com
website builder. Create your website today.
Start Now