GOALI/Collaborative Research: Design and Manufacturing of Bioactive Surgical Fixation Devices Using Injection Molding of Gradient Cellular Structures

GOALI/合作研究:利用梯度细胞结构注射成型设计和制造生物活性手术固定装置

基本信息

  • 批准号:
    0800735
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2008-05-01 至 2012-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The research objective of this Grant Opportunity for Academic Liaison with Industry (GOALI) Collaborative Research project is to investigate novel surgical fixation devices (screw, anchor, plate, pin, staple, etc.) that not only secure a graft in place, but incorporate bioactive materials such as growth factors, drugs, and cells, intended to promote bone tissue growth. The new devices can eliminate painful secondary operations, adverse effects of permanent implants, and the lack of bioactive features in existing surgical fixation devices. The research addresses challenges in biocompatible, biodegradable and bioactive materials for surgical fixation devices and investigates a new delivery method for bio-reagents through the surgical devices. The approach will be: 1. Identify suitable structural and bioactive materials for a strong fixation device body and efficient bone-tissue healing and growth. 2. Design a new bioactive interference screw, as a specific example and application with required mechanical integrity and bioactivity. 3. Explore a new technique, gradient cellular structure (GCS), to create interconnective porous structure to control screw mechanical strength and assist in bioactive materials delivery. 4. Through testing to find, control, optimize and integrate all required functionalities such as mechanical integrity, material degradation rate, and bioactive reagents delivery rate.If successful, the benefits and broader impacts of this research will be: to replace current passive orthopedic surgery devices with active devices, i.e. the surgical devices not only serve fixation and support purposes but also have curing, healing and tissue-promoting biological functions; a long term research and educational relationship with Arthrex, Inc. will be built for the new technology development and transfer; three doctoral students and two senior design teams will be trained; three project-based learning modules will be created to strengthen the undergraduate mechanical and biomedical engineering curricula, engaging students with design projects in bioactive fixation devices and bio-reagents delivery. New findings from the research will be disseminated in professional journals and at conferences. The project will also be used in specially designed outreach workshops for local high school and community college students, including many underrepresented minority students to showcase high-tech mechanical and polymer engineering applications in biotechnology.
这项与工业联络人(Goari)协作研究项目的赠款机会的研究目标是研究新型的手术固定设备(螺丝,锚,板,脚架,销钉,主食等),不仅将移植物固定在适当的位置,还包括生物活性材料,例如生长因素,药物和细胞,目的是促进骨骼组织。新设备可以消除痛苦的次要操作,永久性植入物的不良影响以及在现有手术固定设备中缺乏生物活性功能。该研究解决了针对手术固定设备的生物相容性,可生物降解和生物活性材料的挑战,并通过手术设备研究了一种针对生物反应的新递送方法。该方法将是:1。确定适合的结构和生物活性材料,以实现强固定装置的身体以及有效的骨组织愈合和生长。 2。设计一个新的生物活性干扰螺钉,作为具有所需的机械完整性和生物活性的特定示例和应用。 3。探索一种新技术,即梯度细胞结构(GCS),以创建互连的多孔结构,以控制螺钉机械强度并有助于生物活性材料的递送。 4。通过测试以查找,控制,优化和整合所有所需的功能,例如机械完整性,材料降解率和生物活性试剂的交付速率。如果成功,这项研究的收益和更广泛的影响将是:替换当前的被动矫形器手术设备,替换有效的设备,不仅可以提供固定和固定功能,但还可以治愈固定功能,并提供固定的目的,并提供固定的目的,并提供固定的目的。与Arthrex,Inc。的长期研究和教育关系将用于新的技术开发和转移;将对三名博士生和两个高级设计团队进行培训; 将创建三个基于项目的学习模块,以加强本科机械和生物医学工程课程,使学生参与生物活性固定设备的设计项目和生物 - 实用性交付。该研究的新发现将在专业期刊和会议上传播。 该项目还将用于当地高中和社区大学生专门设计的外展研讨会,其中包括许多代表性不足的少数族裔学生,以展示生物技术中的高科技机械和聚合物工程应用。

项目成果

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会议论文数量(0)
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知道了