|
|
Experimentální studium tření a mazání TEP kyčle
Urban, Filip ; Čermák, Jan (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
V této práci byla řešena problematika tření a mazání totální endoprotézy kyčelního kloubu. Na simulátoru kyčelního kloubu na principu kyvadla byla nejprve provedena studie součinitele tření pro různé materiálové kombinace, zatížení a teploty. Poté byl proveden experiment, kde bylo pozorováno formování mazacího filmu v kontaktu hlavice kyčelního kloubu a jamky, která byla vyrobena ze skla, ale svojí geometrií a rozměry odpovídala jamce reálné kyčelní náhrady, za použití kolorimetrické interferometruie. Vrbka et al. [25] poukazuje na skutečnost, že se zvyšující se konformitou povrchů se zvyšuje i tloušťka mazacího filmu. Taktéž byla pozorována adsorpce proteinů na kontaktní povrchy. Díky ní byla naměřena tloušťka filmu 80 nm i při nulové relativní rychlosti povrchů. Taktéž byla pozorována agregace proteinů na okrajích kontaktu. Podobné agregace pozoroval i Myant et al. [29] na kontaktu ball-on-disk, nebo Vrbka et al. [25] na kontaktu ball-on-lens, tyto agregace pravděpodobně vznikají při smykovém namáhání kapaliny obsahující proteiny a mohou pozitivně ovlivňovat tloušťku mazacího filmu. Pokud není relativní pohyb hlavice a jamky dostatečný, proteinová vrstva v kontaktu se nemůže obnovovat a dochází ke ztenčování mazacího filmu. Součinitel tření naměřený při pozorování mazacího filmu byl 0,13 nejblíže této hodnotě je z reálných endoprotéz materiálová kombinace MoP.
|
|
|
Vliv viskosuplementace na mazání kloubní chrupavky
Ondra, Martin ; Horák, Zdeněk (oponent) ; Ranuša, Matúš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývala stanovením vlivu viskosuplementace na mazání kloubní chrupavky v počínající fázi osteoartrózy. Tento vliv byl hodnocen na základě vývoje CoF měřeného pomocí tribometru v konfiguraci pin-on-plane. Tribologický model počínající osteoartrózy byl simulován pomocí dvou kloubních chrupavek mazaných osteoartritickou synoviální tekutinou do kterých byly přidávány viskosuplementační přípravky. Tyto přípravky se především lišily síťováním a molekulovou hmotností kyseliny hyaluronové (HA). Z měření vyplynulo, že viskosuplementace může být účinná v počínající fázi osteoartrózy. Účinnost viskosuplementačních přípravků se síťovanou HA byla výrazně vyšší v porovnání s účinností viskosuplementačních přípravků bez síťované HA. Tyto výsledky podporují využívání viskosuplementace k oddálení pokročilé fáze osteoartrózy.
|
|
|
Biotribologie kloubní chrupavky
Furmann, Denis ; Látal, Roman (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zaoberá biotribológiou kĺbnej chrupky. V prvej časti sa zaoberá analýzou jednotlivých stavebných zložiek chrupky. Ďalšia časť je venovaná definovaniu tribologických vlastností chrupky s ohľadom na trenie, opotrebenie aj mazanie. V práci sú tiež stručne analyzované vybrané publikácie zaoberajúce sa biotribológiou kĺbnej chrupky. Na základe spracovaných článkov boli formulované a overené dve hypotézy. Klesne pri väčšej záťaži koeficient trenia? Zväčší koeficient trenia hodnotu pri vyššej rýchlosti? Experimentálne bolo potvrdené, že hodnota koeficientu trenia rastie so zväčšujúcou sa rýchlosťou a zmenšujúcim sa zaťažením.
|
|
|
The effect of synovial fluid composition on friction of joint cartilage
Furmann, Denis ; Daniel, Matej (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
This thesis deals with the study of the effect of the constituents of the model synovial fluid on the frictional properties of articular cartilage. The influence of constituents, concentration, speed and load is observed. Experiments were performed on a commercial tribometer at configuration pin-on-plate. Several types of lubricants containing synovial fluid constituents have been selected for the experiments. Lubricants were prepared at two concentrations, the concentration of healthy individuals and at a concentration typical of for osteoarthritic patients. Speeds 5 and 10 mm/s and 5 and 10 N loads were used for all experiments. It is shown that when using only lubricant containing proteins, no difference in the coefficient of friction is observed and the effect of concentration is also not observed. The addition of hyaluronic acid has a synergistic effect with -globulin, however in the case of lubricants containing albumin, the effect is opposite. After the addition of phospholipids, no significant effect on friction is observed in -globulin containing lubricants. No significant effect of the composition and concentration of the lubricants is observed with the load change.
|
|
|
Mazání náhrad kyčelního kloubu
Rebenda, David ; Hartl, Martin (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá experimentálním studiem mazání náhrad kyčelního kloubu. S využitím simulátoru kyčelního kloubu, pracujícího na principu kyvadla, byl posouzen vliv složení synoviální kapaliny a vliv materiálu hlavice na tloušťku mazacího filmu. Posouzení obou těchto vlivů proběhlo za podmínek statického a dynamického zatěžování. Výsledky experimentů ukázaly, že k oddělení třecích ploch vrstvou adsorbovaných proteinů není nutný pohyb hlavice vůči jamce. Složení synoviální kapaliny pak výrazně ovlivňuje tloušťku mazacího filmu. Při měřeních se dvěma modelovými synoviálními kapalinami došlo k opačným extrémům, kdy u prvního vzorku došlo ke zformování velmi silného mazacího filmu. U druhého vzorku téměř nedošlo k adsorpci proteinů a v důsledku toho byl vytvořen pouze velmi tenký mazací film. Vliv materiálu je znatelný při porovnání výsledků naměřených s kovovou hlavicí a keramickými hlavicemi. Kovová hlavice formuje za stejných podmínek silnější mazací film. Tento poznatek však může být částečně ovlivněn rozdílnou průměrovou vůli, která byla v případě keramických hlavic vyšší.
|
|
|
Tření a mazání fascií
Chmelík, Jiří ; Daniel, Matej (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce byla součástí projektu „Regenerace a lubrikace fascií hyaluronanem“ společnosti Contipro a.s., jehož hlavním cílem je vývoj injekčního léčebného přípravku. Přibývá počet pacientů trpící tzv. bolestí myofasciálního původu v dolní části zad. Příčinou bolesti je zvýšená viskozita kyseliny hyaluronové, která je produkována mezi vrstvami fascií. Pokud je viskozita nízká, tak nedochází k ovlivňování vrstev fascií a součinitel tření je nízký. Úkolem přípravku je zlepšit klouzavý pohyb fascií a ulevit pacientovi od bolesti. Hlavní složkou léčebného přípravku je kyselina hyaluronová. Součástí projektu byla reologická a tribologická analýza vzorků kyseliny hyaluronové. Pro analýzu součinitele tření byl vytvořen tribologický model fascií v konfiguraci pin-on-plate. Na základě použitých modelů fascií byla zjištěna závislost mezi součinitelem tření a viskozitou u nativních roztoků kyseliny hyaluronové. U modelů a reálných fascií se zjistilo, že nativní roztok (Bonharen) dosahoval lepších třecích vlastností nežli roztoky derivátů kyseliny hyaluronové. Tyto analýzy přispěly nejen k vývoji léčebného přípravku, ale i pro vznik dalších studií, které by se chtěly zabývat biotribologií fascií.
|
|
|
Biotribologie umělých slz pro léčbu syndromu suchého oka
Černohlávek, Mikuláš ; Daniel, Matej (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je součástí projektu TAČR TREND, jehož cílem je vývoj nové suroviny pro léčbu syndromu suchého oka. Vyvíjenou surovinou je derivát kyseliny hyaluronové, který je v této práci porovnáván s nativními kyselinami hyaluronovými a komerčními očními kapkami. Zkoumána je reologie a tribologie vzorků s důrazem na analýzu viskozity, mukoadhezivity a součinitele tření. K analýze součinitele tření je používán vytvořený tribologický model oka v konfiguraci pin-on-plate, který simuluje posuvné rychlosti odpovídající fyziologickému mrkání. Porovnání s nativními kyselinami hyaluronovými a produkty dostupnými na trhu ukazuje, že derivát dosahuje vyšší viskozity, projevuje mukoadhezivní vlastnosti a zároveň dosahuje nízkého součinitele tření. Tyto klíčové parametry ukazují, že modifikace kyseliny hyaluronové je možnou cestou ve vývoji léku na léčbu syndromu suchého oka.
|
|
|
Mazání kolenní náhrady
Sadecká, Kateřina ; Horák, Zdeněk (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Práce se zabývá mazáním totální kolenní náhrady za použití metody fluorescenční mikroskopie, která umožňuje jedinečný vhled přímo do kontaktu mezi femoralní a tibiální komponentou. Cílem bylo zjistit vliv složení synoviální kapaliny (tedy složek albuminu, -globulinu, kys. hyaluronové a fosfolipidů) na tloušťku filmu a chování proteinů v kontaktu a také změny kontaktní oblasti v průběhu natočení. Jelikož se jedná o první experimentální práci zkoumající primárně mazání kolenní náhrady, byly na simulátoru kolenního kloubu aplikovány pouze jednoduché cykly natočení a zatížení. Výstupem experimentů byla fluorescenční intenzita, která odpovídá bezrozměrné tloušťce filmu, v čase. Podstatným výstupem jsou také snímky přímo ukazující fluorescenčně označené proteiny v kontaktní oblasti. Výsledky ukazují, že existují zásadní rozdíly v mazání mezi různými polohami natočení vzhledem ke změně polohy, tvaru a chování kontaktní oblasti. Zásadní je i složení maziva, neboť samotné proteiny tvoří poměrně silný mazací film, jejich kombinace pak vede ke značnému snížení tloušťky filmu, kvůli výrazné tvorbě shluků a komplexní kapalina netvoří sice nejsilnější vrstvu, ale zato může tvořit poměrně souvislý film.
|
|
|
Experimentální studium součinitele tření kloubní chrupavky
Praus, Tomáš ; Vrbka, Martin (oponent) ; Rebenda, David (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá výzkumem součinitele tření kloubní chrupavky. Po úvodu do biotribologie je v práci popsán princip měření na zařízení Mini-Traction Machine a jeho stručný popis. Dále následuje návrh přípravy a uchovávání vzorků chrupavky, konstrukce upínáku vzorku do zařízení MTM a samotný výzkum součinitele tření. Výsledky experimentálního výzkumu ukázaly negativní vliv uchovávání vzorků v lednici. Naopak měření součinitele tření vzorků uchovávaných v mrazničce prokázalo zachování mechanických vlastností chrupavky. Znatelný vliv na tření má také rychlost a zatěžující síla. S rostoucí rychlostí součinitel tření roste. Při vyšších rychlostech dochází k extrémnímu nárůstu součinitele. Naopak s rostoucí normálovou silou součinitel tření klesá.
|
|
|
VOLUMETRIC WEAR ANALYSIS OF HIP JOINT IMPLANTS BY OPTICAL METHODS
Ranuša, Matúš ; Bryant, Dr Michael (oponent) ; Dr Prashant K. Sharma (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with wear analysis of total hip replacements (THR) using optical methods. We introduced a new approach to volumetric wear assessments of polyethylene liners using a 3D optical scanner. The new approach brought benefits of time-efficient measurements, large number of points collected for post-processing, the possibility to create pre-worn models of retrieved samples as well as the possibility to exclude damages caused by surgeon during revision surgeries. The method was validated by gravimetric method according to the ISO 14242 Standard. The new approach was then used in three studies focusing on wear rate and mechanical changes of polyethylene liners. In the studies, the analysis of polyethylene liners geometry was followed by a detailed surface analysis of contact areas down to the microstructural level. Clinical history data for 23 retrieved liners combined with wear analysis showed several issues affecting failure of the polyethylene implants. We worked with Bicon-plus type implants, that are widely used in clinical practice in the Czech Republic. Structural surface analysis of the retrieved samples showed several different wear mechanisms such as adhesion/abrasion, pitting, delamination and plastic deformation. Analysis of material behaviour showed mechanical changes and chemical degradation in retrieved prostheses which mostly correlated with the wear depth. Investigated samples showed plastic deformations, an increased oxidation index and lower hardness to elasticity ratio compared to the new samples. Creep phenomenon or plastic deformation, which was investigated in the final part of thesis, occurred in all the retrieved samples. Further in vitro testing showed presence of creep in the run-in phase of implants. This thesis aimed to introduce a new approach to wear analysis using the optical scanning method and to apply the new approach for investigations of surface geometry of retrieved polyethylene liners. The method proved to be a suitable method for investigations of retrieved polyethylene liners helping to better understand the processes leading to implant failures.
|
host ::
RSS.