Descrizione del progetto
Nuovi impianti ossei biomimetici con proprietà migliorate
Gli impianti ossei sono ampiamente usati in interventi chirurgici dentali e ortopedici, offrendo la possibilità di sostituire un dente mancante o di ripristinare le articolazioni. Tuttavia, alcuni aspetti legati alla stabilità a lungo termine richiedono una migliore comprensione dell’interazione tra l’impianto e il tessuto osseo circostante. Per affrontare questi problemi, gli scienziati del progetto MIDPOINT, finanziato dall’UE, propongono di sviluppare impianti biomimetici caratterizzati dalla struttura e da proprietà meccaniche analoghe a quelle di ossa autologhe. Attraverso l’impiego di tecniche di ottimizzazione computazionali, il team progetterà impianti aventi una migliore capacità di osteointegrazione e un ridotto riassorbimento osseo. I risultati finali di MIDPOINT contribuiranno alla produzione di impianti con proprietà funzionali e meccaniche ottimali.
Obiettivo
Endosseous implants are now widely used in clinical practice to restore joint functionality or to replace missing teeth. Despite their
increasing success, implant long-term stability remains a concern and it is difficult to predict the surgical outcome so far. A
major cause of failure comes from bone resorption secondary to stress shielding, which arises from the mismatch of the
mechanical properties between the implant and the surrounding bone tissue. To overcome this problem, MIDPOINT proposes to
design porous implants that will have a biomimetic cancellous bone microstructure with a nonhomogeneous distribution of its
material properties. The optimal design will produce implants with mechanical and microstructural properties similar to that of
the bone, which will result in an improvement of the effectiveness of osseointegration phenomena.
A work methodology that combines multiscale computational modelling and experimental work for the formulation,
construction, verification and validation of computational models is proposed. This methodology will comprise i) the design of
new biomimetic microstructures that replicate the geometrical properties of the natural trabecular bone using a generative
design approach, the Voronoi tessellation approach; ii) the development of an iterative computational method to predict the
fatigue life of the artificial microstructures directly at the macroscale employing damage accumulation models coupled with
artificial neural networks; and iii) the construction of multiscale models of bone-implant systems to optimize the implant
microstructure locally in order to achieve a desirable mechanical response and functional environment for bone ingrowth
and, therefore, minimize bone resorption. These techniques will be employed to design implants and scaffolds that, together
with medical imaging techniques, can be personalized to the needs of each patient and directly printed at the medical
institution using additive manufacturing techniques.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze mediche e della salutebiotecnologia medicaimpianti
- ingegneria e tecnologiaingegneria medicadiagnostica per immagini
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Programma(i)
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2020
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
75794 Paris
Francia