Podrobnější informace k probíhajícím projektům
1. Ortho 3D
Kód: EG15_019/0000735 / Poskytovatel: MPO / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2015 až 2022 / Cíl:
Projekt využije 3D tisk biokompatibilní titanové slitiny jako prostředek k vývoji nové konstrukce, vnitřní struktury a povrchové geometrie implantátů, jež dosud nebylo možné vyrobit standardními metodami obrábění. Projekt povede k zásadní inovaci konstrukcí náhrad a instrumentárií a rozšíří možnosti produkce náhrad malých kloubů a individualizace části konstrukce velkých kloubů zejména po postižení onkologickým onemocněním. Synergie s existujícími výrobními technologiemi umožní využití 3D tisku části modulárních konstrukcí pro personalizaci náhrad či ořezových šablon velkých kloubů a náhrad onkologických defektů. Vyvinuté náhrady a instrumentaria zredukují čas operace, zkrátí dobu zotavení a sníží riziko následných komplikací.
2. Osteosyntéza hrudníku
Kód: EG15_019/0004433 / Poskytovatel: MPO / Hlavní příjemce: MEDIN, a.s. / Rok zahájení - rok ukončení: 2015 až 2022 / Cíl:
Cílem projektu je najít optimální způsob fixace zlomenin v oblasti hrudníku tak, aby došlo k dostatečné funkční stabilitě hrudního koše. Stabilita hrudního koše umožní včasné převedení pacienta na spontánní ventilaci a včasnou poúrazovou rehabilitaci. Svým obsahem také projekt přispívá k řešení společenských výzev stanovených v Programu Horizont 2020. Zavedení metody osteosyntéz zlomenin v oblasti hrudní stěny umožní snížení poúrazových komplikací, zkrácení doby léčby a úsporu nákladů na léčbu pacienta. Díky zkrácení doby léčby bude pacientovi umožněn rychlejší návrat do běžného života. V případě vážnějších nebo kumulovaných zranění bude také umožněna včasná rehabilitace dalších fraktur (např. končetin).
3. Dentální implantáty
Kód: EG17_107/0012448 / Poskytovatel: MPO / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2017 až 2022 / Cíl:
Řešení tohoto projektu se zaměřuje na dentální implantáty a jejich rychlé uvedení na trh. Navrhovaná řešení a postupy vycházejí z předchozích projektů jako např. projekt TAČR TA03010886. V tomto projektu jsme získali znalosti a navrhli inovativní řešení nových typů dentálních implantátů (patenty č. 306456, 306457, 307126 a užitný vzor č. 30382). Naší snahou je nyní přenést tyto návrhy v optimalizované podobě do stomatologické praxe.
4. OrthoSoft - Počítačové 3D plánování operací v ortopedii a onkologické ortopedii
Kód: TH04010188 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2019 až 2022 / Cíl:
Zjednodušit, zrychlit a zpřesnit plánování komplikovaných ortopedických operací s využitím standardních implantátů pro zajištění optimální funkčnosti a spolehlivosti náhrad kloubů. Provést expertní návrh individuálního implantátu s výběrem standardizovaných komponent. Umožnit plné 3D plánování operace pro přesné funkční plánování z CT či RTG snímků. Zjednodušit a automatizovat identifikaci hlavních funkčních parametrů (rozměry, osy, anatomické body) plánovaných kloubů vhodným předzpracováním a automatickou analýzou vstupních dat. Vytvořit 3D databázi implantátů a komponent ProSponu pro plánování operací. Umožnit export dat z plánovacího software jako podklad pro výrobu individuálních náhrad prostřednictvím 3D tisku.
5. Příprava práškové slitiny na bázi TiNbTa pro výrobu kloubních náhrad s osteointegračním trabekulárním povrchem technologií 3D tisku
Kód: TH04020224 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2019 až 2022 / Cíl:
Podstatou navrhovaného projektu je vývoj nového typu kloubní náhrady se strukturovaným osteointegračním povrchem. Součástí řešeného záměru je vývoj práškové β-Ti slitiny (TiNbTa) pro 3D tiskovou aplikaci. Uvedená koncepce přináší slitinu s nižším modulem pružnosti, který je bližší modulu pružnosti kortikální kosti a využívá biokompatibilní prvky Nb a Ta. Využití β-Ti slitiny předpokládáme při konstrukci a výrobě (3D tisk) kotvících částí implantátů s osteointegračním povrchem a individuálních onkologických implantátů. Použití netoxických prvků (Nb, Ta) může snížit riziko aplikace náhrady u alergických pacientů, jejichž procento stále roste. To přispěje ke zvýšení dostupnosti moderních náhrad široké skupině pacientů, zvýšení bezpečnosti a komfortu pacienta a zefektivnění operačních zákroků.
6. Kloubní implantát s bioaktivní antibakteriální a antibiofilmovou vrstvou zamezující vzniku infekce a podporující jeho osteointegraci
Kód: TH04020318 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta chemické technologie / Rok zahájení - rok ukončení: 2019 až 2022 / Cíl:
Hlavním cílem projektu je vývoj technologií umožňujících zvýšit užitnou hodnotu kostního implantátu nebo materiálů používaných v kostní chirurgii (např. spacerů). Cílem řešení tohoto projektu je proto vyvinout implantát připravený k aplikaci povrchové vrstvy nosiče schopného cíleně uvolňovat antibiotika po celou dobu hojení implantátu. V projektu bude navržena jak struktura implantátu, aby bylo možné do jeho povrchu zapravit nosič na polymerní nebo anorganické bázi s cílenou a programovatelnou resorbovatelností, tak i samotný nosič - multifunkční vrstvu, která bude nasycena potřebnými léčivy a při postupné resorbci je bude nejlépe lineárně uvolňovat.
7. Vývoj individuálních implantátů z beta slitin titanu vyráběných pomocí aditivních technologií
Kód: TM01000061 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: MEDIN, a.s. / Rok zahájení - rok ukončení: 2020 až 2022 / Cíl:
Cílem projektu je návrh bioimplantátů z certifikovaných beta slitin titanu Ti-13Nb-13Zr (ASTM F1713) a Ti-12Mo-6Zr-2Fe (ASTM F1813) pomocí technologií 3D tisku. Uvažované beta slitiny jsou komerčně dostupné v objemovém stavu, avšak tyto materiály nejsou běžně dostupné v práškové formě pro 3D tisk a nejsou pro tyto materiály dostupné parametry pro 3D tisk. Velkou výhodou těchto slitin oproti vývojovým slitinám řešeným v jiných výzkumných projektech je fakt, že jsou schválené pro oblast bioimplantátů, tudíž výrazným způsobem snižují náročnost zavedení produktů z nich vyrobených na trh. Vzhledem k bohatým zkušenostem řešitelských organizací v oblasti biomedicínských aplikací lze oprávněně očekávat dosažení vytyčených výsledků a jejich úspěšnou komercializaci po ukončení projektu.
8. Aplikovaný výzkum konstrukčních principů a vývoj aditivní výroby multimateriálových zdravotnických prostředků
Kód: TM02000060 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: Protetika Plzeň s.r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2021 až 2024 / Cíl:
Cílem projektu je využitím multimateriálového 3D tisku vyvinout inovativní ortézy a náhrady kostí. Principem řešení je funkční propojení materiálů v objemu zdravotnického prostředku tak, aby jejich lokální vlastnosti přispěly k zlepšení funkce výrobku jako celku. Projekt je inovativní propojením kovových biomaterálů s biokompatibilními polymery v procesu sekvenčního 3D tisku. Projekt staví na komplementárních znalostech a vybavení českých a taiwanských center zdravotnické aditivní výroby. Nová metoda výroby se v rámci projektu propojí s multimateriálovým návrhem pro dosažení bezpečnosti zdravotnických prostředků s lepším terapeutickým účinkem a integrací s lidským tělem. Po ukončení vývoje budou výrobky zavedeny do klinické praxe.
9. Aplikovaný výzkum a vývoj náhrad malých kloubů s dlouhou životností využitím přímého 3D tisku titanové slitiny
Kód: TM02000084 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2021 až 2023 / Cíl:
Cílem projektu je na základě aplikovaného výzkumu a vývoje využít metodu přímého 3D tisku titanové slitiny Ti6Al4V pro konstrukci nového typu implantátů malých kloubů. Principem je využití specifických vlastností metod aditivní výroby (ConceptLaser, ITRI a InssTek) v návrhu nových kotvících komponent zlepšujících dlouhodobou osteointegraci a povrchové úpravy zlepšující otěrové vlastnosti kontaktních ploch. Paralelně s vývojem implantátů bude probíhat ověřování metod 3D tisku v konstrukci kotevních a otěrových komponent kloubů. Spojením znalostí aplikační, klinické a akademické sféry z ČR a TW dojde k významnému urychlení vývoje, zavedení malokusové výroby nových typů implantátů s vysokou přidanou hodnotou a tak získání významné konkurenční výhody na euroamerickém a asijském trhu.
10. Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství
Kód: TN01000071 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství / Rok zahájení - rok ukončení: 2019 až 2022 / Cíl:
Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství (dále jen "NCK" či "NCK MESTEC") je ustanoveno za účelem soustředění kapacit jednotlivých pracovišť jeho členů ve prospěch řešení iniciačního projektu TAČR, dílčích a komplementárních projektů a rozvíjení komercializačních aktivit v rámci vymezené společné výzkumné agendy. NCK zahrnuje 6 pracovišť z řad VO a 19 vývojových kapacit firem. Celkové výkony NCK se předpokládají v úrovni 262,6 mil. Kč za dva roky řešení projektu. Pro účely projektu NCK byl zřízena webová stránka www.nccmestec.cz
11. Zevní fixační aparát s elektronickou regulací prodlužování kostí a osteosyntézy
Kód: EG20_321/0024925 / Poskytovatel: MPO / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2021 až 2023 / Cíl:
Projekt je zaměřen na oblast zevních fixačních aparátů, jejich vývoj a inovaci, s využitím řízeného léčebného procesu prodlužování dlouhých kostí, včetně regulované stimulace svalku urychlující novotvorbu kostní tkáně. Nově vyvinutý typ zevního fixačního zařízení by měl výrazně zefektivnit, zkvalitnit a zkrátit léčebný proces, zvýšit úspěšnost léčby, snížit požadavky na kapacitní zatížení léčebných zařízení spojené s hospitalizací pacientů a snížit nutnost častých prohlídek lékařů.
12. Aplikace smart funkce v individuálních náhradách velkých kloubů
Kód: EG20_321/0024929 / Poskytovatel: MPO / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2021 až 2023 / Cíl:
Projekt řeší problematiku prodloužení životnosti implantovaných náhrad kloubu na základě využití dat získaných z chytré endoprotézy a instrumentária. Využitím miniaturizovaných senzorů a elektroniky pro bezdrátový přenos dat získají současné pasivní zdravotnické prostředky nové funkce, které umožní objektivně hodnotit vyvážení implantátu v průběhu operace a odhalit první znaky jeho selhání v průběhu používání implantátu jako je včasná detekce zánětu nebo nadměrné mechanické opotřebení.
13. Ultra jemnozrnné beta-titanové slitiny a jejich povrchové úpravy pro bioimplantáty
Kód: TM03000030 / Poskytovatel: TA ČR / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2022 až 2024 / Cíl:
1. Vývoj technologií intenzivní plastické deformace pro dosažení nano/ultra-jemnozrnné struktury (UFG) beta-Ti slitin ASTM F1713 a ASTM F1813 pro zvýšení jejich mech. charakteristik (Rp0,2 nad 900 MPa a Rm nad 1000 MPa) a biokompatibility. 2. Vývoj technologie přípravy bioaktivního osteogenního povlaku pro zpracované UFG materiály. 3. Realizace zkoušek biokompatibility nano/UFG beta-Ti slitin pro implantáty. 4. Studie mechanismů osteogenní indukce biodegradabilního materiálu založeného na fetální bovinní kosti a kostním morfogenetickém proteinu-2 BMP-2. Tvorba biologického modelu, příprava vysoce efektivního osteogenního materiálu. 5. Aplikace nově zpracovaných materiálů včetně povrch. úprav pro implantáty určené pro precizní traumatologii, dentální a veterinární chirurgie.
14. Individuální implantáty pro veterinární chirurgii založené na předoperačním plánování
Kód: EI22_002/0000933 / Poskytovatel: MPO / Hlavní příjemce: ProSpon, spol. s r.o. / Rok zahájení - rok ukončení: 2023 až 2026 / Cíl:
Vývoj cloudového integrovaného návrhového systému s novými moduly a databází klinických snímků. Tento přístup otevře možnost uplatnit 3D implantáty na míru i pro běžné veterinární kliniky. Plán chirurgické léčby bude vytvořen a nacvičen virtuálně, zatímco operátor bude manipulovat s 3D snímky veterinárního pacienta v rámci softwaru. Tento přístup má potenciál narušit současný model dodavatelského řetězce pro veterinární ortopedickou chirurgii pomocí inovativního automatizovaného dodavatelského systému, který poskytuje sterilní nástroje na míru pro chirurga a správně dimenzované implantáty, které jsou přizpůsobeny veterinárnímu pacientovi pomocí dat z CT. Plně využít koncepci předoperačního plánování a školení, a to nejen ve virtuálním prostředí při návrhu implantátu, ale také s využitím polymerních modelů AM vyrobeného při výrobě implantátu. Součástí dodávky by byla přesná řezná vodítka přizpůsobená tvaru kosti. Tento přístup by umožnil trénovat operaci na virtuálních modelech a použití řezných vodítek zkrátí dobu operace a zároveň zvýší přesnost umístění implantátu. Využít koncepci digitálního designu s ohledem na velikost zvířat, činnosti a další specifikace. Daný implantát by mohl být před použitím testován pomocí pokročilých simulací a byl by vybrán nejlepší možný design a materiál. Ověření experimentálního plánu v laboratorním hodnocení klinické bezpečnosti a účinnosti po ukončení studie.
