MagReBone

Titlu proiect: Implanturi personalizate din aliaje de magneziu biodegradabile cu suprafață modificată pentru regenerare osoasă

Project Title: Personalized implants made by biodegradable magnesium-based alloys with modified surface for bone tissue regeneration.

eng

Click here for English

Acronimul proiectului: MagReBone

Cod proiect: PN-IV-P1-PCE-2023-1452

Nr contractului: 95PCE/01.07.2025

Contractor: UNIVERSITATEA NAȚIONALĂ DE ȘTIINȚĂ ȘI TEHNOLOGIE POLITEHNICA BUCUREȘTI

Data începerii contractului: 01.07.2025

Data încheierii contractului: 30.06.2028

Abstract

Unul dintre cele mai importante concepte din domeniul științei și ingineriei materialelor este reprezentat de noile biomateriale utilizate în fabricarea de implanturi dedicate științei medicale care pot genera un micromediu adecvat diferențierii celulare într-o manieră controlată pentru a regenera țesutul deteriorat sau absent.

Obiectivul principal al proiectului constă în proiectarea, fabricarea, caracterizarea și testarea de noi configurații de implanturi din aliaje pe bază de Mg bioactive și biodegradabile cu geometrie anatomică utilizate pentru tratarea defectelor osoase de dimensiuni critice. Pentru atingerea obiectivelor proiectului, am stabilit o strategie de lucru, pe baza experienței anterioare și a rezultatelor anterioare obținute. Principalele elemente de originalitate și inovație ale proiectului propus constau în faptul că implanturile, care vor fi dezvoltate, vor avea o geometrie similară cu cea a osului uman, iar forma lor va fi adaptată anatomic. O abordare inovatoare este legată de dezvoltarea unei metodologii pentru a optimiza designul implantului din aliaj de Mg pornind de la imagistica medicală personalizată, folosind inteligența artificială și analiza dinamicii inverse.

Rezultatele estimate

  1. Rapoarte de cercetare și financiare pentru etapele intermediare și finală.

  2. Rapoarte de audit aferente etapelor.

  3. Cerere de brevet.

  4. Pagina web a proiectului.

  5. Software IA pentru segmentare; Proceduri inovatoare pentru identificarea și segmentarea defectelor osoase; Modele 3D; Design inovator implant; Design inovator de acoperire bioactivă;

  6. Design optimizat al implantului.

  7. Matrițe metalice obținute prin printare 3D, prototipuri de implanturi din aliaje pe bază de Mg.

  8. Eșantioane experimentale pentru caracterizare și testare.

  9. Prototipuri de implanturi din aliaje pe bază de Mg cu acoperire ceramică bioactivă.

  10. Eșantioane experimentale pentru caracterizare și testare.

    Raport de analiză privind biodegradarea prin teste electrochimice.

  11. Raport de analiză privind proprietățile de suprafață.

  12. Raport de analiză privind biodegradarea prin teste de imersie.

  13. Raport privind biocompatibilitatea in vitro.

  14. Raport privind biocompatibilitatea in vivo.

  15. Rapoarte de diseminare a rezultatelor cercetarii (articole, prezentari la conferinte).

Plan de lucru

Etapa I/31.12.2025 – Proiectarea implanturilor din aliaje pe bază de magneziu

Etapa II/30.12.2026 – Obtinerea implanturilor din aliaje pe bază de magneziu. Caracterizarea microstructurală pentru implanturile din aliaje pe bază de magneziu.

Etapa III/31.12.2027 – Evaluarea proprietăților mecanice, a proprietăților de suprafață și a comportamentului la coroziune prin metode electrochimice.

Etapa IV/30.06.2028 – Evaluarea comportamentului la biodegradare prin teste de imersie a implanturilor obținute din aliaje pe bază de magneziu. Evaluarea in vivo a biocompatibilității implanturilor din aliaje pe bază de magneziu.

Rezultate Etapa 1:

Software IA pentru segmentare. Proceduri inovatoare pentru identificarea și segmentarea defectelor osoase. Modele 3D. Design inovator implant. Design inovator de acoperire bioactivă. Bază de date. Design optimizat al implantului. Eșantioane experimentale. Raport de testare.

Cerere brevet de invenție A/00592/04.12.2025, cu titlul: Metodă de elaborare a unui implant poros din aliaj de magneziu cu acoperire bioactivă

Pagina web a proiectului: https://www.sim.upb.ro/index.php/magrebone/

1 lucrare ISI: Suitability of Mg-Nd and Mg-Zn Alloys to Obtain Biodegradable Structures for Bone Defects,Veronica Manescu (Paltanea), Aurora Antoniac, Maria Cristina Moraru, Cosmin Mihai Cotrut, Iulian Antoniac, Sebastian Gradinaru, Alexandra Iulia Dreanca, Bogdan Sevastre, Romelia Pop, Flaviu Alexandru Tabaran, George Mihail Vlasceanu, Mariana Ionita, Marius Manole, J. Funct. Biomater. 2025, 16(11), 423; https://doi.org/10.3390/jfb16110423 (FI = 5,2)

2 comunicări orale și 3 comunicări sub formă de poster la conferințe internaționale:

  1. Effect of the testing media on the degradation of magnesium-based alloys potentially used for bone defect treatments, Voicu Ioan Ștefan, Corneschi Iuliana, Antoniac Aurora, Pieptea (Popescu) Elena, Antoniac Iulian, Advances in 3OM: Opto-Mechatronics, Opto-Mechanics, and Optical Metrology and Photonics Technologies, 08-11 decembrie 2025, Timișoara, Romania – POSTER PRESENTATION

  2. Biomaterials and Medical Devices in Tomorrow’s Healthcare, Iulian Vasile Antoniac, Advances in 3OM: Opto-Mechatronics, Opto-Mechanics, and Optical Metrology and Photonics Technologies, 08-11 decembrie 2025, Timisoara, Romania – KEYNOTE PRESENTATION

  3. Evaluation of The Cellulose-Acetate-Based Composite Used as Coatings for Biodegradable Magnesium Implants, Streza Alexandru, Antoniac Aurora, Voicu Ioan Stefan, Paltanea (Manescu) Veronica, Popescu Elena, Antoniac Iulian, 4th INTERNATIONAL MATERIALS TECHNOLOGIES AND METALLURGY CONFERENCE, 02-03 octombrie 2025, Istanbul, Turcia – ORAL PRESENTATION

  4. Mg-Zn biodegradable alloy as a suitable material for bone defect, Veronica Manescu (Paltanea), Iulian Antoniac, Aurora Antoniac, Alexandru Streza, Sebastian Gradinaru, Maria-Cristina Moraru, Bogdan Sevastre, Marius Manole, International Conference on Biomaterials & Regenerative Medicine BioREMED’2025, 16-18 octombrie 2025, Oradea, Romania – POSTER PRESENTATION

  5. Structural modifications induced by plastic deformation in the case of biodegradable magnesium alloys from Mg-Zn-Mn-Ca system, Elena Pieptea (Popescu), Iuliana Corneschi, Aurora Antoniac, Nicolae Serban, Marian Miculescu, Iulian Antoniac, 6th International Conference on Powder Metallurgy & Advanced Materials, 29 octombrie – 01 noiembrie 2025, Cluj-Napoca, Romania – POSTER PRESENTATION, lucrarea a primit premiul Best Poster Presentation