Original title: Vliv složení synoviální kapaliny a topografie třecích povrchů na mazání kloubních náhrad
Translated title: Effect of synovial fluid composition and surface topography modification on lubrication of joint replacements
Authors: Hekrle, Pavel ; Vampola, Tomáš (referee) ; Vrbka, Martin (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2018
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Hlavním účelem této diplomové práce je zjistit vliv složení synoviální tekutiny a dále vliv povrchových mikrotextur na mazání kyčelních náhrad. Pro všechny experimenty byl použit kyčelní simulátor fungující na principu kyvadla. Jako kontaktní páry byly použity kovové hlavice (CoCrMo) od firmy B Braun a acetabula z optického skla, která umožňují náhled do kontaktu. Rozměry jamek byly vytvořeny na základě rozměrů skutečných implantátů. Experimenty s povrchovými mikrotexturami simulovaly chůzi po dobu 210 s a byl pozorován vývoj mazacího filmu v závislosti na čase. Výsledky ukázaly, že všechny typy testovaných struktur zlepšily mazání v kontaktní oblasti, přičemž nejlépe dopadly čtvercové a trojúhelníkové struktury. Druhá část experimentů byla provedena na základě faktu, že složení synoviální tekutiny u zdravých lidí a u pacientů s různými stádii osteoartrózy, se liší. V rámci práce byly proto porovnány experimenty s různými modelovými tekutinami, které svým složením odpovídají různým skupinám pacientů. U modelové tekutiny, která odpovídá pacientům s osteoartrózou, byly následně provedeny experimenty s jednotlivými složkami a jejich kombinacemi, aby mohlo být detailněji popsáno, jak tyto složky ovlivňují mechanismus utváření mazacího filmu. Výsledky dokazují, že změna složení synoviální tekutiny u pacientů s osteoartrózou může mít zásadní vliv na tvorbu mazacího filmu uvnitř páru. The main objective of this diploma thesis is to determine the influence of synovial fluid compodition and the influence of surface microtextures on lubrication of hip join replacements. For all experiments, hip joint simulator based on the pendulum principle was utilized. Metal heads (CoCrMo) manufactured by B Braun company and and tailor made acetabular cups from optical glass were used as contact couples. Acetabulum dimensions were fabricated according to dimensions of real implants. Experiments with surface microtextures simulated walking cycle for 210 s and development of lubrication film over time was observed.Results have shown that all types of tested structures improved lubrication of contact area, where the best results were obtained for square and triangle shapes respectively. Second set of experiments was based on the fact, that the composition of synovial fluid of healthy people differs from the composition of patients with various stages of osteoarthritis. Therefore, experiments with different model fluids were compared, which in their composition correspond to different groups of patients. For the model fluid that corresponds to the largest number of cases, experiments with individual components and combinations thereof were subsequently performed to provide a more detailed description of how these components affect the film-forming mechanism. The results show, that a change in fluid composition of patients with osteoarthritis can have a major negative effect on fluid formation process within the pair.
Keywords: biotribology; lubrication; optical interferometry; surface topografy; synovial fluid; total hip join replacement; biotribologie; mazání; optická interferometrie; synoviální tekutina; topografie povrchu; totální endoprotéza kyčle

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/83088

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-379036


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses