Activitate de cercetare / Proiecte in derulare / Programe de cercetare Ministerul Educatiei Cercetarii si Inovarii / Programe contracte PN II-2007-2011

Proiect "ARTROMAG"

Titlul complet al proiectului:
          Dispozitiv medical pentru tratarea afectiunilor articulare bazat pe nanomateriale si efectele campului magnetic.

Acronimul: ARTROMAG

Finantator:
PROGRAMUL 4 “Parteneriate in domeniile prioritare” 2008, Planul National pentru Cercetare Dezvolatre si Inovare 2007-2013.

Valoarea proiectului: 2.201.000 lei

Durata proiectului:
30 luni.

Obiectivele proiectului:
          Un prim obiectiv al proiectului vizeaza utilizarea unor aplicatii tehnologice de varf in tratamentul afectiunilor degenerative musculo-scheletice, precum si dezvoltarea de tehnologii, produse si servicii inovative cu aplicabilitate directa pentru tratamentul leziunilor degenerative incipiente ale cartilajului articular. Un alt obiectiv prioritar este transferul tehnologiilor dezvoltate in cadrul proiectului catre partenerii din sectorul privat, si dezvoltarea unui parteneriat public-privat capabil sa abordeze in viitor si alte subiecte de cercetare.

Obiectivele specifice (OS) sunt rezultatele etapelor de referinta:

OS I: Studii si analize privind dispozitivele medicale adjuvante in terapia afectiunilor articulare degenerative si a posibilitatilor de utilizare efectelor campului magnetic si a nanoparticulelor magnetice pentru tratarea acestora;

OS II: Experimentari de laborator pentru elaborarea de solutii noi, proiectarea, realizarea si experimentarea preclinica a modelelor de orteze complexe pentru tratarea afectiunilor articulare;

OS III: Demonstrarea functionalitatii modelelor experimentale, identificarea si atribuirea drepturilor de proprietate intelectuala privind modelul inovativ de orteza complexe pentru tratarea afectiunilor articulare.

OS IV: Dezvoltarea experimentala a unor statii pilot pe baza tehnologiilor inovative dezvoltate privind modelul inovativ de orteza complexe pentru tratarea afectiunilor articulare.

OS V: Experimentarea si verificarea instalatiilor pilot dezvoltate, precum si integrarea acestora in retelele de cercetare nationale si internationale. Extinderea si diversificarea sistemelor obtinute in cadrul acestui proiect se refera la posibilitatea dezvoltarii in tara a unor noi tehnologii de realizare a acestora, precum si crearea si dezvoltarea mijloacelor de masurare si incercare adecvate studiului fenomenului biologic (teste de biocompatibilitate). La realizarea obiectivelor propuse concura multiple domenii cu problemele lor specifice, fapt ce releva caracterul interdisciplinar al proiectului: Domeniul medical: stabilirea necesitatilor medicale, asistenta la proiectarea dispozitivului, investigarea clinica a acestora, efecte magnetism asupra articulatiilor; Domeniul biomaterialelor: tehnologii de sinteza, biocompatibilitatea compusilor utilizate la fabricarea componentei vascoelastice; Domeniul chimic: cercetari privind proprietatile compozitului biopolimer-nanoparticule magnetice; testarea proprietatilor ale materialelor utilizate la fabricarea acestor elemente; Domeniul biomecanic: design-ul ortezelor, cercetari privind proprietatile biomecanice ale dispozitivelor de acest tip, ale substantelor vascoelastice, dar si ale solicitarilor ce actioneaza asupra acestor implanturi; Domeniul biocompatibilitatii: caracteristicile si testele de biocompatibilitate ale materialelor compozite dezvoltate, ale testelor pe animale. Obiectivele propuse sunt in conformitate cu obiectivele si prioritatile Programului 4: ”Parteneriate in domeniile prioritare”, urmarind cresterea competitivitatii CD prin stimularea parteneriatelor in domeniile prioritare, dezvoltarea de noi materiale, produse si procese cu valoare adaugata.

Proceduri de implementare proiect:

          Prin obiectivele propuse si activitatile planificate, proiectul se incadreaza in categoria Proiectelor complexe (PC) de cercetare, realizate in parteneriate nationale, care urmaresc dezvoltarea stiintei si a tehnologiilor de varf din Romania, avand ca rezultat dezvoltarea de  produse si servicii inovative in domeniile prioritare, cum este cel al terapiilor medicale si utilizarea aparaturii medicala de investigare, diagnoza si monitorizare computerizata, precum si al dispozitivelor medicale inovative corelate cu sinteza de nanomateriale asociate in cadrul unor sisteme medicale complexe de tratament. Activitatile care stau la baza atingerii obiectivelor proiectului sunt cele specifice Programului 4: “Parteneriate in domeniile prioritare”, si anume:

- Activitati de cercetare industriala (studii, analize si cercetari experimentale privind evaluarea protocoalelor terapeutice moderne pentru afectiunile degenerative musculo-scheletice, elaborarea de solutii noi bazate pe nanotehnologii, proiectare si realizare modele experimentale; elaborarea de modele conceptuale si teorii privind rezultatele cercetarilor medicale si biologice de stimulare a vindecarii tisulare sau de regenerarea lor (sub influenta unor factori externi precum camp magnetic, vascosuplimentare); elaborare model conceptual nou de viscoelasticitate controlata magnetic; elaborare model experimental de dispozitiv ortetic asociind magneti permanenti de uz medical; elaborare, proiectare, realizare documentatie model functional;

- Activitati de dezvoltare experimentala (Proiectare si elaborare documentatie de analiza tehnico-economica pentru transfer tehnologic; elaborarea documentatiei tehnice a produsului si a tehnologiilor; proiectare, realizare si experimentare instalatii pilot);

- Activitati suport (Identificarea si atribuirea drepturilor de proprietate intelectuala asupra rezultatelor; diseminarea pe scara larga prin comunicarea si publicarea nationala sau internationala a rezultatelor; participare la manifestari tehnico-stiintifice din domeniii specifice proiectului; participare la cursuri de formare si perfectionare; organizarea de cursuri de formare si perfectionare; conectarea la retelele de nationale si internationale; vizite de lucru / schimburi de buna practica). Avand in vedere ca proiectul are un grad ridicat de interdisciplinaritate, va fi realizat in colaborare de un consortiu de entitati, format din universitati, institute de cercetare si agenti economici, recunoscute si active la nivel national si international, care asigura competenta stiintifica si bonitatea financiara, provenind din domenii variate (medicina, stiinta materialelor, chimie, mecanica fizica).

          Membrii consortiului sunt: CO (Spitalul Clinic Colentina Bucuresti); P1(Universitatea Politehnica din Bucuresti - Centrul de Biomateriale); P2 (S.C. Medical Ortovit S.R.L. Bucuresti); P3 (ICECHIM Bucureºti); P4 (S.C. Med4med Group S.R.L. Bucuresti). Diseminarea la nivel national si international a rezultatelor proiectului se va face printr-un sistem complex asociind site-ul proiectului (organizat pe baze colaborative tip Web 2.0, cu pagini generate dinamic folosind limbaj PHP), publicarea de articole de specialitate in reviste cotate ISI (Arthroscopy, European Knee Surgery and Arthroscopy, Orthopedics, Biomaterials), organizarea de simpozioane asociate, participarea la congrese internationale de profil (WBC’2008, ISAKOS, EFORT), integrarea in retele europene de profil (nanomedicina). Protocoalele terapeutice inovative in domeniul chirurgiei ortopedice si traumatologice, care vor fi dezvoltate cu ajutorul dispozitivului ortotic cu magneti permanenti asociat cu o solutie cu compusi polimerici biofunctionalizati depusi pe nanoparticule magnetice vor permite obtinerea unor rezultate care sa se situeze la un inalt nivel competitiv cu metodele existente in practica medicala la acesta data. Materialele elaborate pe parcursul derularii proiectului pot constitui rezultate si materiale bibliografice de referinta la nivel national, european si international. Astfel se poate demonstra capabilitatea colectivului de specialisti romani de a aborda si coordona teme de cercetare complexe si de a furniza date recunoscute pe plan european si international.

Personal implicat in cadrul proiectului:

Director proiect: Dr. Marinescu Rodica;
Alti membri echipa: Dr. Dan Laptoiu, Dr. Iozefina Botezatu, Dr. Mihai Magureanu.

Valorizare rezultate:

          Actuala propunere de proiect formuleaza o teorie noua privind suplimentarea vascoelastica articulara controlata magnetic «focalizata» pe zona de tratat. Sistemul propus pentru a fi realizat in cadrul subiectului de cercetare prezentat are un grad de noutate absolut, reprezentand o conceptie originala, bazata insa pe cercetari si rezultate obtinute in trecut de aceiasi autori. Nu au fost descrise pana in prezent, pe plan european, sisteme care sa foloseasca metoda propusa de noi. Precursoarele acestei terapii bazate pe nanoparticule controlate magnetic sunt multiple (oncologie). Este demonstrat efectul clinic pozitiv al substituentilor vascoelastici precum si al unei sustineri ortetice corecte in cazul afectiunilor degenerative articulare. Este adevarat ca studiile stiintifice cu privire la efectele terapeutice ale magnetilor sunt reduse si orientate spre durerile viscerale (Candace S Brown, 2000) dar aici utilizam magnetii mai mult pentru modelarea terapiei vascoelastice decat pentru efectul lor terapeutic intrinsec, biomagnetic. Exista o serie de studii de laborator care au confirmat efectele de tip fizioterapic asupra receptorilor pentru mediatorii durerii (Lednev, 1991), fiind relativ cunoscute efectele asupra activitatii neuronale (Wikswo 1980). O problema importanta in dezvoltarea dispozitivelor medicale active, utilizate in ortopedie si traumatologie, o reprezinta proprietatile biomecanice si biocompatibilitatea materialelor utilizate la fabricarea acestora. Performanta unui biomaterial in corp depinde de urmatorii factori: proprietatile materialului; designul sistemului si biocompatibilitatea materialului utilizat. Alte caracteristici ale materialului biocompatibil care sunt importante in functionarea ortezei includ: proprietati mecanice adecvate cum ar fi: duritatea, rezistenta la oboseala, prelucrabilitatea, design-ul ingineresc etc. Asocierea unei componente magnetice aduce o problema interesanta despre influenta acestor campuri asupra tesuturilor vii si culturilor celulare. Este necesara definirea modelelor magnetilor (ceramici, neodymium) precum si a tratamentelor de suprafata necesare pentru a-I obtine cat mai biocompatibili pentru manipulare. Se va studia posibilitatea integrarii in configuratia ideala din punct de vedere a campului obtinut intr-un sistem de gel siliconic pentru a putea fi atasat cu usurinta la orteza preformata. Biomaterialele vor fi testate initial in vitro conform unui protocol standardizat, elaborat dupa ISO si aplicat de UPB, apoi sunt prevazute activitati de modelare cu element finit si simulare a biofunctionalitatii cu ajutorul unui model computerizat 3D pentru crearea unui model ce se va putea extrapola si pentru alte metode terapeutice.

Rezultatele masurabile corespunzatoare activitatilor prevazute sunt descrise sintetic.

Rezultate masurabile etapa I: Studiu de analiza si documentare; Numar de brevete analizate; Realizare site web proiect; Raport de cercetare;

Rezultate masurabile etapa II: Studiu experimental; Documentatie de executie; Modele experimentale; Raport de activitate; Articole cotate ISI si/sau indexate Medline (1buc); Numar de tehnologii dezvoltate (2-4 buc); Raport de cercetare;

Rezultate masurabile etapa III: Raport de experimentare; Documentatie de brevetare ; Brevet (1 buc); Raport de evaluare clinica; Raport de demon­strare; Articole cotate ISI si/sau indexate Medline (1buc); Suport de curs (1buc); Raport de activitate; Raport de cercetare.

Rezultate masurabile etapa IV: Documentatie transfer tehnologic; Plan de afaceri; Documentatie tehnica instalatie pilot (2 buc); Raport de experimen­tare; Raport de demonstrare; Articole cotate ISI si/sau indexate Medline (2buc); Raport de activitate; Instalatie pilot (2 buc); Raport de cercetare.

Rezultate masurabile etapa V: Raport de experimen­tare; Raport de activitate; Numar de retele de cercetare sustinute.

          Abordarea unei modalitati de lucru colaborative, precum si dezvoltarea unei conexiuni intre proiectant si  medic, va asigura o valorificare superioara, in sensul integrarii intr-un mod natural, a performantelor unui substituent vascoelastic, cu performantele unor elemente flexibile de tipul ortezelor. Din punct de vedere al complexitatii proiectului propus, acesta necesita colaborarea specialistilor din domeniul chimiei, medicinei si biomaterialelor, in fiecare domeniu fiind de rezolvat probleme specifice. Coordonatorul proiectului are o experienta de mai multi ani in realizarea si testarea efectiva atat a dispozitivelor medicale (implanturi) cat si a instrumentarului utilizat in ortopedie. In procesul de selectie si elaborare a documentatiei de executie, Universitatii Politehnica din Bucuresti va utiliza programe specializate de modelare tridimensionala si proiectarea asistata de calculator (Calculation Center, EL-FIS, FemLab, Solid Works) ; cu ajutorul acestor programe se va realiza si modelarea tridimensionala a sistemelor proiectate, simularea pozitionarii si fixarii acestora. Rezultatele proiectului vor contribui la: cresterea performantei sistemului CDI (cresterea numarului de brevete inregistrate la OSIM-1-2 brevete; cresterea implicarii firmelor inovative - implicarea a 2 firme; obtinerea unor rezultate stiintifice de excelenta, reflectate in cresterea numarului de articole in publicatii din fluxul principal de cunoastere-vor fi publicate minim 4 articole in reviste cotate ISI/indexate Medline); dezvoltarea resurselor sistemului CDI (cresterea capacitatii de inovare, dezvoltare tehnologica si asimilare in productie a rezultatelor cercetarii); antrenarea sectorului privat (dezvoltarea parteneriatelor public-privat in domeniul biomaterialelor si dispozitivelor medicale implantabile); cresterea capacitatii institutionale (reducerea fragmentarii sistemului de CDI prin stimularea participarii la retele nationale- integrarea celor 2 IMM-uri participante la proiecte in retele de cercetare de interes national,cum ar fi reteaua de nanomedicina); extinderea cooperarii internationale (extinderea cooperarii internationale in programe si proiecte in cadrul PC7).

Informatii utile:  

  e-mail: rodicamarinescu@ymail.com

  telefon: +4 0744.294.599