Biofunkcionalizacija 3D-tiskanih kovinskih zlitin kot novo nastajajoča strategija za zmanjšanje neželenih učinkov ortopedskih vsadkov

Staranje svetovnega prebivalstva brez primere in naraščajoče prevladovanje debelosti sta pospešila potrebo po medicinskih vsadkih, ki so začeli dominirati stroškom zdravstvenega varstva v svetu. Iz tega razloga je povpraševanje po zelo zmogljivih biomaterialih za vsadke izjemno veliko. V resnici niti idealen umetni material ne more v celoti izpolniti značilnosti človeških tkiv in je lahko le kompromis, zato vsi medicinski vsadki trpijo zaradi prepoznanih tveganj okužb s "pripomočki". Razvoj strategij in rešitev za preprečevanje ali zmanjšanje neželenih stranskih učinkov pri uporabi medicinskih vsadkov je še vedno delno nerešen izziv. Končni cilj je, da je prepoznavanje vsadka kot tujega telesa oslabljeno, običajno s skrbno izbiro zunanje plasti in s tem zmanjšan začetni odziv vnetnih celic. Cilj predlaganega projekta je razviti nove bioaktivne večnamenske prevleke za 3D-tiskane ortopedske vsadke. Ti zapleteni premazi bodo temeljili na kombinaciji naravno prisotnih biokompatibilnih polisaharidov za povečanje osteointegracije vsadkov in za zagotavljanje dodatne (bio)funkcionalnosti za vključitev različnih terapevtskih sredstev, in sicer antibiotikov, imunomodulatorjev in antikoagulantov. Takšna kombinacija terapevtskih učinkovin bo torej omogočila integracijo tkiv, preprečila okužbe in zagotovila lokalno tromboprofilakso, hkrati pa spodbujala osteointegracijo, trajnost in korozijsko odpornost vsadka. Razvita rešitev bo omogočila zdravljenje "vse v enem" in, kar je še pomembneje, podaljšala vzdržljivost vsajenih materialov, kar bo vodilo do zmanjšanja števila ponovnih operacij in s tem do zmanjšanja obolevnosti in umrljivosti. Za dosego zastavljenega cilja je bistven poglobljen vpogled v medsebojne vplive funkcionaliziranih materialov osnove, (aktivnih) večnamenskih premazov in biološkega okolja. To lahko dosežemo le z uporabo najsodobnejših interdisciplinarnih pristopov in karakterizacijskih tehnik, ter zlasti s poznavanjem pojavov interakcij, ki omogočajo obratno manipulacijo in optimizacijo premazov in podlag, da bi dosegli želene funkcionalne in strukturne lastnosti končnih izdelkov.