Результат. Соглашение 14.607.21.0069_этап1

«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы»

по этапу № 1

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.607.21.0069

Тема:  «Разработка экспериментального образца имплантата нового поколения с биоинспирированной структурой на основе керамического матрикса и факторов роста для вертебрологии»

Приоритетное направление: Науки о жизни

Критическая технология: Технологии снижения потерь от социально значимых заболеваний

Период выполнения: 23.09.2014 г. - 31.12.2016 г.

Плановое финансирование проекта: 96 млн. руб.:

Бюджетные средства 57 млн. руб.,

Внебюджетные средства 39 млн. руб.

Исполнитель:  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук

Индустриальный партнер: Закрытого акционерного общества «НЭВЗ КЕРАМИКС»

Научный руководитель: д. техн наук, профессор С.П. Буякова

Ключевые слова:  межпозвонковый диск, биокерамика, костная ткань, факторы роста, остеокондуктивность, остеоиндуктивность.

1. Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Проект направлен на создание остеозамещающих эндопротезов в структурно-фазовом состоянии, обеспечивающем искусственному материалу остеокондуктивные и остеоиндуктивные свойства. Цель проекта - создание научно-технологического задела производства нового поколения эндопротезов межпозвонковых дисков с пористыми биоактивным керамическими элементами, обеспечивающими инициацию остеоинтеграции костной ткани с имплантатом. Результатом исследований станет экспериментальный образец керамического эндопротеза межпозвонкового диска нового поколения, отличающийся от присутствующих на современном рынке аналогов спинальных имплантатов, сочетанием остеокондуктивных и остеоиндуктивных характеристик, антирадикальными и антиоксидантными свойствами поверхности.

Цель исследований на первом этапе выполнения ПНИ - исследование сырьевых компонентов керамических элементов экспериментального образца эндопротеза межпозвонкового диска, обоснование вариантов возможных решений по созданию нового поколения эндопротезов межпозвонковых дисков и функционализации их поверхности, разработка модели численного моделирования напряжённо-деформированного состояния напряженно-деформированного состояния позвонка, разработка лабораторного стенда формования керамических элементов экспериментального образца эндопротеза межпозвонкового диска и лабораторного стенда исследования механического поведения экспериментального образца эндопротеза межпозвонкового диска в условия максимально приближенных к анатомическим.

2. Основные результаты проекта

На данном этапе выполнения проекта проведены аналитические исследования информационных источников по направлениям: материалы для остеозамещающих эндопротезов; конструкции эндопротезов межпозвонковых дисков; способы фукционализации поверхности остеозамещающего эндопротеза. Проведены патентные исследования, по направлениям патентного поиска - конструкции и материалы для эндопротезов костного аппарата отобрано более 70 источников. Осуществлена сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований, обеспечивающих создание нового поколения эндопротезов межпозвонковых дисков. Проведено обоснование вариантов возможных решений по созданию нового поколения эндопротезов межпозвонковых дисков и функционализации их поверхности, обеспечивающих условия интеграции костной ткани с керамическими элементами эндопротеза. Проведены исследования структурно-фазового состояния исходных сырьевых компонентов для экспериментального образца эндопротеза межпозвонкового диска, разработаны требования к фазовому составу исходных сырьевых компонентов керамических элементов экспериментального образца эндопротеза межпозвонкового диска. Разработан проект лабораторного регламента функционализации поверхности керамических элементов эндопротеза межпозвонкового диска, факторами роста, комплексами с антиоксидантной и антирадикальной активностью. Разработан лабораторный стенд формования керамических элементов эндопротезов методом шликерного литья. Разработан лабораторный стенд исследования механического поведения эндопротеза межпозвонкового диска в условиях статических нагрузок приближенных к анатомическим. Разработана модель численного расчёта напряжённо-деформированного состояния костной ткани тела позвонка. Выполненные работы и полученные результаты полностью соответствуют требованиям технического задания и календарного плана. Важным преимуществом полученных в ходе выполнения проекта результатом является разработка научно-технологических подходов к созданию в биоинертном керамическом эндопротезе структурно-фазового состояния, обеспечивающего инициацию интеграции костной ткани с имплантатом.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

На данном этапе не предусмотрена разработка охраняемых результатов.

4. Назначение и область применения результатов проекта

Разработанные в рамках предлагаемого проекта технологические решения по получению нового класса эндопротезов межпозвонкового диска с пористыми биоактивным керамическими элементами предназначены для предприятий промышленного комплекса РФ, ориентированных на производство наукоёмкой продукции медицинского назначения.

5. Эффекты от внедрения результатов проекта

Производство на предприятиях промышленного комплекса РФ керамических эндопротезов межпозвонковых дисков по разработанным в рамках данного проекта технологическим решениям позволит сформировать рынок отечественных спинальных имлантатов, существенно увеличить количество операций по спинальному эндопротезированию, сократить долю инвалидизации по причине несвоевременного и дорогостоящего протезирования с использованием импортных спинальных имплантатов. Производство отечественных эндопротезов межпозвонковых дисков составит весомую конкуренцию импортным аналогам, присутствующим на российском рынке.

6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Возможные формы коммерциализации результатов проекта: уступка патентных прав; проведение НИОКР по заказу промышленных предприятий; образование малых инновационных предприятий на базе ФГБУН ИФПМ СО РАН. Новым видом продукции, подлежащим коммерциализации, станет межпозвонковый диск с пористыми керамическими оппозитными пластинами в структурно-фазовом состоянии инициирующем интеграцию костной ткани прилегающих позвонков с имплантатом.

7. Наличие соисполнителей

7.1 Национальный исследовательский Томский государственный университет (2014 г.);

7.2 АНО «ИМБИИТ» (2014 г.);

7.3 ЗАО «Центр инновационных керамических нанотехнологий «Нанокомпозит»» (2014 г.).