Original title:
Reologické vlastnosti modifikovaných polymer-kompozitních kostních past
Translated title:
Rheological properties of modified polymer-composite bone pastes
Authors:
Hlináková, Kristýna ; Vojtová, Lucy (referee) ; Michlovská, Lenka (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2018
Language:
eng Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[eng][cze]
Předložená diplomová práce je zaměřená na studium viscoelastického chování kostních past na bázi fosforečnanu vápenatého a vodného roztoku termosenzitivního triblokového kopolymeru, zlepšujícího tokové vlastnosti pasty. V teoretické části je zpracována stručná charakteristika cementů na bázi fosforečnanu vápenatého. Rovněž se zabývá charakteristikou reologických vlastností injektabilních kostních past. Součástí je také stručný přehled aditiv ovlivňujících právě reologické a mechanické vlastnosti past. Experimentální část je zaměřena na charakterizaci triblokového kopolymeru pomocí nukleární magnetické rezonanční spektroskopie a reologie. Dále byly připravovány modifikované fosfátové cementy, u kterých byly posléze studovány viskoelastické vlastnosti. Kostní pasta byla modifikována přídavkem adhezivních sloučenin (dopamin a jodičnan sodný) a antibakteriálním činidlem (selenové nanočástice). Analýza viskoelastických vlastností byla provedena reologickou analýzou, během níž byl primárně sledován proces vytvrzování a tixotropní chování jak nemodifikovaných, tak modifikovaných fosfátových past. Proces vytvrzování probíhal při teplotě 23 °C a 37 °C, imitující fyziologické prostředí. Morfologie fosfátové keramiky byla charakterizována pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a velikost částic byla zjištěna pomocí laserového analyzátoru částic. Bylo prokázáno, že výše zmíněná aditiva mají pozitivní vliv na kinetiku procesu vytvrzování kostních past. Selenové nanočástice navíc vylepšily tixotropní chování polymer-fosfátových past. Z tohoto důvodu jsou tyto nové injektabilní kompozitní pasty vhodné pro miniinvazivní chirurgii. Díky aditivům, vykazujících adhezivní vlastnosti, mají potenciál uplatnit se při léčbě zlomenin. Stejně tak se nabízí možnost využít pasty při léčbě osteomyelitidy, a to díky možnému uvolňování antibakteriálních nanočástic.
Diploma thesis is focused on study of visco-elastic behavior of bone pastes based on calcium phosphate and the aqeous solution of biodegradable termosensitive triblock copolymer improving flowing properties of the paste. In the theoretical part, a brief characterization of calcium phosphate cements is elaborated. It also deals with the characteristics of rheological properties of injectable bone pastes. It includes a brief overview of additives influencing the rheological and mechanical properties of pastes. The experimental part was firstly focused on the triblock copolymer characterization by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy and rheology. Secondly, the preparation of modified polymer-phosphate pastes was evaluated in terms of visco-elastic properties. Bone paste was modified by the addition of adhesive compouds (dopamine and sodium iodate) and antibacterial compound (selenium nanoparticles). Visco-elastic properties were performed by rheological analysis, during which the setting process proceeded exhibiting significant changes in the thixotropic behavior of both unmodified and modified phosphate pastes. The setting process took place at 23 °C and 37 °C imiting physiological environment. Morphology of polymer-phosphate pastes was characterized by scanning electron microscopy and the particle size was determined using a laser particle analyzer. It has been shown that the above-mentioned additives had a positive effect on the kinetics of self-setting paste process, moreover, selenium nanoparticles improved as well thixotropic behaviors of polymer-phosphate pastes. Therefore, novel injectable composite bone pastes are suitable for mini-invasive surgery in terms of treating fractures due to the adhesion additives as well as for osteomyelitis treatment due to the possible release of antibacterial nanoparticles.
Keywords:
biodegradabilní polymer; dopamin; Fosfátové cementy; injektabilní kostní pasta; reologické vlastnosti; tixotropie.; biodegradable polymer; Calcium phosphate cement; dopamine; injectable bone paste; rheological properties; thixotropy.
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/11012/196784
guest ::
