|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Friction and Lubrication of Articular Cartilage
Čípek, Pavel ; Dr. Prashant K. Sharma (referee) ; Muňoz, Anna Neus Igual (referee) ; Vrbka, Martin (advisor)
Práce se zabývá problematikou biotribologie modelu synoviálního kloubu. Cílem práce je popsat vliv složek synoviální kapaliny na formování mazacího filmu v modelu synoviálního kloubu. Práce je zaměřena na experimentální analýzu součinitele smykového tření a jeho propojení s pozorováním adsorbovaného mazacího filmu v kontaktu pomocí fluorescenční mikroskopie. Součástí práce je návrh tribometru, který umožňuje vizualizaci v průběhu experimentů. Tribometr je vyroben, kalibrován a verifikován pomocí komerčního tribometru. Dále je součástí práce návrh metodiky experimentů včetně návrhu postupu pro zpracování a hodnocení výsledků. Pro zpracování záznamu z vizualizace kontaktu byl navržen speciální software, který pracuje na principu segmentace obrazu. Poslední část práce je zaměřena na aplikaci vyvinuté metodologie spolu s nově navrženým tribometrem, což umožňuje posoudit roli složek modelové kapaliny u formování mazacího filmu v modelu synoviálního kloubu. Experimentální část je založena na měření tření za současné vizualizace kontaktu. Tato práce prezentuje originální výsledky rozšiřující oblast biotribologie synoviálního kloubu, které mohou pomoci dalšímu rozvoji účinné léčby pacientů s nemocnými klouby.
|
|
|
VOLUMETRIC WEAR ANALYSIS OF HIP JOINT IMPLANTS BY OPTICAL METHODS
Ranuša, Matúš ; Bryant, Dr Michael (referee) ; Dr Prashant K. Sharma (referee) ; Vrbka, Martin (advisor)
Predložená dizertačná práca sa zaoberá analýzou opotrebenia totálnych bedrových endoprotéz za použitia optických metód. V práci bol predstavený nový prístup hodnotenia objemového úbytku materiálu pomocou 3D optického skeneru. Tento nový prístup je časovo efektívny, poskytuje veľké množstvo snímaných bodov na povrchu implantátu. Množstvo bodov umožňuje presnejšiu rekonštrukciu pôvodnej geometrie a prípadné rekonštrukcie nežiaducich poškodení polyetylénovej vložky pri extrakcii. Predstavené metóda bola validovaná za pomoci štandardizovanej gravimetrickej metódy v súlade s ISO 14242. Následne bol optická skenovacia metóda použitá v troch štúdiách zameraných na analýzu opotrebenia, mechanické zmeny artikulujúceho povrchu a mikroštruktúrne zmeny v dôsledku zlyhania implantátu. Analýza 23 extrahovaných polyetylénových vložiek typ Bicon - plus s rozšíreným použitím v Českej republike poukázala na niektoré problémy spojené so zlyhaním implantátu. Adhezívno - abrazívne opotrebenie bolo identifikované v oblasti penetrácie femurálnej hlavice a následné poškodenia ako delaminácia materiálu , plastické deformácie a pitting boli pozorované v okolí tejto oblasti. Analýza materiálových vlastností poukázala na degradáciu mechanických a chemických vlastností, čo bolo prevažne závislé od rozsahu opotrebenia implantátu. U implantátov boli pozorované výrazné plastické deformácie , nárast oxidačného indexu a nižší pomer tvrdosti voči modulu elasticity, v porovnaní s novými vzorkami. Tečenie materiálu a plastické deformácie, ktoré vykazovali všetky extrahované vzorky boli analyzované v závere predloženej dizertačnej práce, na základe testov na nových implantátoch v zábehovom cykle. Cieľom práce je uviesť nový prístup analýzy opotrebenia polyetylénových vložiek za pomoci optických skenovacích metód a preukázať jeho použiteľnosť na analýze súboru extrahovaných implantátov. Výsledky získané pomocou tejto metódy sa ukázali ako vhodné a môžu viesť k lepšiemu pochopeniu procesov opotrebenia a zlyhávania implantátov.
|
|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Friction and Lubrication of Articular Cartilage
Čípek, Pavel ; Dr. Prashant K. Sharma (referee) ; Muňoz, Anna Neus Igual (referee) ; Vrbka, Martin (advisor)
Práce se zabývá problematikou biotribologie modelu synoviálního kloubu. Cílem práce je popsat vliv složek synoviální kapaliny na formování mazacího filmu v modelu synoviálního kloubu. Práce je zaměřena na experimentální analýzu součinitele smykového tření a jeho propojení s pozorováním adsorbovaného mazacího filmu v kontaktu pomocí fluorescenční mikroskopie. Součástí práce je návrh tribometru, který umožňuje vizualizaci v průběhu experimentů. Tribometr je vyroben, kalibrován a verifikován pomocí komerčního tribometru. Dále je součástí práce návrh metodiky experimentů včetně návrhu postupu pro zpracování a hodnocení výsledků. Pro zpracování záznamu z vizualizace kontaktu byl navržen speciální software, který pracuje na principu segmentace obrazu. Poslední část práce je zaměřena na aplikaci vyvinuté metodologie spolu s nově navrženým tribometrem, což umožňuje posoudit roli složek modelové kapaliny u formování mazacího filmu v modelu synoviálního kloubu. Experimentální část je založena na měření tření za současné vizualizace kontaktu. Tato práce prezentuje originální výsledky rozšiřující oblast biotribologie synoviálního kloubu, které mohou pomoci dalšímu rozvoji účinné léčby pacientů s nemocnými klouby.
|
|
|
VOLUMETRIC WEAR ANALYSIS OF HIP JOINT IMPLANTS BY OPTICAL METHODS
Ranuša, Matúš ; Bryant, Dr Michael (referee) ; Dr Prashant K. Sharma (referee) ; Vrbka, Martin (advisor)
Predložená dizertačná práca sa zaoberá analýzou opotrebenia totálnych bedrových endoprotéz za použitia optických metód. V práci bol predstavený nový prístup hodnotenia objemového úbytku materiálu pomocou 3D optického skeneru. Tento nový prístup je časovo efektívny, poskytuje veľké množstvo snímaných bodov na povrchu implantátu. Množstvo bodov umožňuje presnejšiu rekonštrukciu pôvodnej geometrie a prípadné rekonštrukcie nežiaducich poškodení polyetylénovej vložky pri extrakcii. Predstavené metóda bola validovaná za pomoci štandardizovanej gravimetrickej metódy v súlade s ISO 14242. Následne bol optická skenovacia metóda použitá v troch štúdiách zameraných na analýzu opotrebenia, mechanické zmeny artikulujúceho povrchu a mikroštruktúrne zmeny v dôsledku zlyhania implantátu. Analýza 23 extrahovaných polyetylénových vložiek typ Bicon - plus s rozšíreným použitím v Českej republike poukázala na niektoré problémy spojené so zlyhaním implantátu. Adhezívno - abrazívne opotrebenie bolo identifikované v oblasti penetrácie femurálnej hlavice a následné poškodenia ako delaminácia materiálu , plastické deformácie a pitting boli pozorované v okolí tejto oblasti. Analýza materiálových vlastností poukázala na degradáciu mechanických a chemických vlastností, čo bolo prevažne závislé od rozsahu opotrebenia implantátu. U implantátov boli pozorované výrazné plastické deformácie , nárast oxidačného indexu a nižší pomer tvrdosti voči modulu elasticity, v porovnaní s novými vzorkami. Tečenie materiálu a plastické deformácie, ktoré vykazovali všetky extrahované vzorky boli analyzované v závere predloženej dizertačnej práce, na základe testov na nových implantátoch v zábehovom cykle. Cieľom práce je uviesť nový prístup analýzy opotrebenia polyetylénových vložiek za pomoci optických skenovacích metód a preukázať jeho použiteľnosť na analýze súboru extrahovaných implantátov. Výsledky získané pomocou tejto metódy sa ukázali ako vhodné a môžu viesť k lepšiemu pochopeniu procesov opotrebenia a zlyhávania implantátov.
|
guest ::
