Acronimo: MULTIFUN3D
Titolo: Multi-Functional 3D printed Bio-Scaffolds
Coordinatore: prof.ssa Lisa BIASETTO- Dipartimento di Ingegneria Industriale-Università degli Studi di PADOVA
Partern-Unità di ricerca: Università’ degli Studi di MODENA e REGGIO EMILIA, Politecnico di MILANO
Bando: PRIN 2022 - Decreto Direttoriale n. 104 del 02-02-2022
Durata: 28/09/2023 - 27/09/2025 (24 mesi)
Budget totale progetto: € 245.156,00

Abstract del progetto

ITA: Il progetto MULTIFUN3D mira allo sviluppo di una nuova classe di componenti realizzati con strutture core-shell stampate in 3D, caratterizzate da proprietà meccaniche e funzionali migliorate. L'utilizzo della tecnologia Direct Ink Writing (DIW) consentirà di combinare inchiostri a base metallica e ceramica per produrre strutture 3D multimateriale.

Il progetto MULTIFUN3D si concentrerà su uno studio di caso specifico, impianti di bio-osso, per definire e superare le problematiche scientifiche e tecnologiche legate allo sviluppo del processo. A livello scientifico, si focalizzerà su:

1. Lo sviluppo di una nuova classe di biomateriali compositi metallo-ceramici per produrre componenti con proprietà strutturali e funzionali personalizzate.

2. La comprensione delle proprietà chimiche e fisiche che influenzano il comportamento reologico dell'inchiostro e la sua stampabilità.

3. La comprensione delle caratteristiche meccaniche dei materiali e delle strutture sviluppate per la progettazione ottimizzata di impianti personalizzati.

4. La comprensione dell'effetto della composizione controllata su specifiche proprietà funzionali come la bioattività e l'osteo-conducibilità.

A livello tecnologico, questa nuova classe di componenti multimateriali sarà realizzata implementando la tecnologia DIW con un approccio di apprendimento automatico. A livello dell'utente finale, verranno prodotti prototipi di impianti e testati in vitro per valutarne le prestazioni funzionali e meccaniche.

EN: The MULTIFUN3D projectaims at developing a new class of components made of 3D printed core-shell structures with enhanced mechanical and functional properties. The use of Direct Ink Writing (DIW) technology will allow to combine metal and ceramic based inks to produce multi-materials 3D structures. The MULTIFUN3D project will focus on a specific case study, bio-implants, to define and overcome the scientific and technological issues related to the development of the process.

At the scientific level it will focus on: 1) The development of a new class of metal-ceramic composite biomaterials to produce components with tailored structural and functional properties. 2) The understanding of the chemical and physical properties that drive the ink’s rheological behavior and its printability. 3) The understanding of the mechanical characteristics of the developed materials and structures for the optimized design of personalized implants. 4) The understanding of the effect of controlled composition on specific functional properties such as bioactivity and osteo-conductivity.

At the technological level this new class of components made of multi-materials will be realized by implementing DIW with a machine learning approach. At the end-user level prototype of implants will be produced and tested in-vitro for their functional and mechanical performance