Design and manufacturing of customized medical implants
Projektowanie i wytwarzanie spersonalizowanych implantów medycznych
Project type: Research and development
Keywords: spersonalizowany implant medyczny medycyna spersonalizowana implant ortopedyczny biozgodność sterylizacja materiałów
Keywords (english): customized medical implant personalized medicine orthopaedic implant material's sterilization biocompatibility
Consortium members: Politechnika Łódzka (Lodz University of Technology) Bionanopark Sp. z o.o. PAFANA S.A. Uniwersytet Medyczny w Łodzi
Project implementation period: 4/06/2018 - 3/09/2021
Funding institution: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Program name: Program Operacyjny Inteligentny Rozwój (POIR)
Project manager: Bogdan Walkowiak
Funding value: 5 262 842,15 PLN
Total project value: 6 066 849,85 PLN
W latach 2006-2010 w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej prowadzone były prace mające na celu uzasadnienie celowości projektowania i wytwarzania spersonalizowanych implantów medycznych. Prace prowadzone były w ramach projektu promotorskiego, w ramach studium doktoranckiego ówczesnego lek. med. Marcina Elgalal, i zakończyły się pełnym sukcesem z klinicznym zastosowaniem indywidualnie przygotowanych implantów do rekonstrukcji oczodołu. Powstała i obroniona została praca doktorska, której wyniki zostały wdrożone rynkowo w roku 2011 w nowo powstałej Pracowni Indywidualnych Implantów Medycznych w Łódzkim Regionalnym Parku Naukowo Technologicznym, obecnie Bionanopark sp.z.o.o. Dotychczas na podstawie tych badań w sumie zaprojektowano, wykonano i zaimplantowano pacjentom ponad 80 indywidualnie przygotowanych implantów w obrębie twarzoczaszki (rekonstrukcja dna i ścian oczodołu, kranioplastyka, rekonstrukcja żuchwy). Pojawia się jednak zapotrzebowanie na spersonalizowane implanty ortopedyczne i właśnie dla nich trzeba opracować technologię projektowania i wytwarzania tych wyrobów. Pod pojęciem projektowania należy tutaj rozumieć zarówno dopasowanie implantu do indywidualnych cech anatomicznych pacjenta, dobór odpowiedniego biomateriału, jak i prace związane z badaniami wytrzymałościowymi projektowanych implantów, a wytwarzanie musi uwzględniać możliwości technik przyrostowych (druk 3D), jak i technik ubytkowych i hybrydowych oraz być poszerzone o walidację procesu sterylizacji tych implantów i posterylizacyjnej oceny właściwości wytrzymałościowych oraz ich bio- i trombozgodności.
In the years 2006 – 2010 research on the subject of custom medical implants was carried out at the Institute of Materials Science, Lodz University of Technology. The aim of this work was to assess the possible advantages of bespoke implants and whether their use was clinically justifiable. The study was part of a PhD project and research grant, which was successfully carried out by Marcin Elgalal MD and resulted in a thesis and the clinical application of custom orbital implants. The results of this research where later commercialized in the form a newly created Custom Medical Implants Unit that was established in 2011 at the Lodz Regional Park of Science and Technology, currently Bionanopark Ltd. To date, as a result of this research, over 80 custom maxilla-facial and cranial implants have been designed, produced and clinically implemented (orbital wall reconstruction, cranioplasty, mandibular reconstruction). There is, however, a need for custom orthopaedic implants which at present are not generally available and it is the design and manufacturing of such prostheses that must be developed. Under the concept of design, such aspects as adapting individual implants to unique patient anatomy, selection of proper biomaterial as well as their structural analysis must be considered. Whilst ‘manufacturing’ must take into account additive techniques (i.e. 3D printing), subtractive methods such as CNC milling and hybrid technologies. In addition to this, validation of sterilization methods for such products as well as post-sterilization structural analysis, biocompatibility and thrombocompatiblity must be assessed.
Go back