|
|
Syntéza biokeramických materiálů na bázi hydroxyapatitu
Kočicová, Pavla ; Králová, Marcela (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Práce se zabývá precipitační syntézou nanočásticového hydroxyapatitu s cílem posoudit vliv reakčních podmínek na morfologii částic. Teoretická část je zaměřena na obecnou charakterizaci biomateriálů, biokeramik a fosforečnanů. Dále se konkrétně zabývá hydroxyapatitem, jeho charakteristikou a možnými syntézami. Experimentální část práce popisuje precipitační syntézu hydroxyapatitu. Syntézy probíhaly při reakční teplotě 0-80 °C, při pH = 8-11, při době stárnutí 0-24 h, v přítomnosti povrchově aktivní látky (PAL) a chelatačního činidla a při postprecipitačním hydrotermálním nebo ultrazvukovém zpracování. K popisu připravených prášků byla využita rastrovací elektronová mikroskopie (SEM), transmisní elektronová mikroskopie (TEM), rentgenová difrakce (XRD), laserová difrakce (LD) a analýzy specifického povrchu (BET). Precipitační syntézou byly připraveny čisté prášky hydroxyapatitu nebo směs hydroxyapatitu a fosforečnanu vápenatého. Morfologie částic HA byla silně ovlivněna reakční teplotou – se zvyšováním teploty vznikaly rozměrnější částice s jasnější morfologií, většinou ve tvaru tyčinek. Na morfologii částic HA mělo značný vliv postprecipitační hydrotermální zpracování, které způsobilo vznik kulovitých nebo mírně podlouhlých částic. Reakční prostředí voda/etanol mělo vliv na morfologii částic – inhibovalo jejich růst.
|
|
|
Tvarování biokeramiky metodou povlakování namáčením
Gockert, Radek ; Částková, Klára (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá popisem základních tvarovacích metod biokeramických materiálů, speciálně popisem metody povlakování namáčením. Následně experimentální část prezentuje použití této metody k přípravě keramických mikro jednotek z hydroxyapatitu, obsahujících mikro kanálek vhodných pro transport médií v živé tkáni. V rámci této metody také popisuje možnosti modifikace tohoto procesu pro tvorbu kapek a stabilního filmu. V následném slinovacím procesu dává do souvislosti vliv teploty a kalcinaci výchozího prášku na výslednou mikrostrukturu, konkrétně porozitu a velikost zrna. V rámci práce byly připraveny mikro jednotky z hydroxyapatitu o velikosti od 50 µm do 1 mm s různou porozitou a velikostí mikro kanálku.
|
|
|
Studium přípravy keramických membrán
Matějková, Michaela ; Částková, Klára (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
V bakalářské práci byla vypracována literární rešerše zabývající se přípravou keramických membrán vhodných pro energetické aplikace (membránové reaktory, palivové články) a materiálů vhodných pro jejich přípravu. Na základě literární rešerše byla provedena polymerační glycinová syntéza vybraných keramických materiálů. Jako výchozí materiál byly zvoleny zirkonáty (Ba-Zr-O), které byly dopovány cerem, železem, hliníkem a manganem. Výsledné připravené prášky byly dále zpracovány na tuhé membrány pomocí uniaxálního lisování a slinování (relativní hustota těles až 93% t. h.). Poté byl studován vliv dopantů na vlastnosti (jako fázové složení, morfologie prášků a mikrostruktura keramik) připravených prášků i keramických membrán. K vyhodnocení byla použita rentgenová analýza, rastrovací elektronová mikroskopie, analýza specifického měrného povrchu a simultánní termická analýza.
|
|
|
Advanced preparation of inorganic (ceramic) particles and nanostructures
Šťastná, Eva ; Martinovou,, Lenku (oponent) ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
An electrospinning process was used for bioactive nanofibrous structures preparation. Neat polycaprolactone nanofibres and polycaprolactone nanofibres containing hydroxyapatite nanoparticles were successfully prepared via electrospinning and characterized using scanning electron microscopy. Mechanical properties of the nanofibres were analyzed using uniaxial tensile strength test. Results of the testing showed strong influence of the nanofibres direction alignment and nanoparticles presence on the mechanical properties of the prepared structures. The direction alignment contributed to higher elastic modulus and failure stress regardless the presence of the hydroxyapatite nanoparticles in the structure. However, the direction alignment considerably reduced failure strain of the structure. An interesting phenomenon occurred by the composite nanofibres – the influence of the hydroxyapatite particles was more distinct by the random fibres (they worsened failure strain and failure stress of the random composite fibres) but the hydroxyapatite particles did not have such strong effect on the parallelly aligned fibres. The samples were then modified by surface low-temperature plasma treatment to improve biological properties of the nanofibres. Change of the nanofibres surface characteristics was examined by contact angle measurement by sessile drop method and by XPS spectroscopy. The contact angle measurement showed that the plasma treatment considerably increased structures hydrophilicity – was unmeasurable. The XPS analysis explained the effect of the plasma treatment on microscopical scale – the plasma treatment had affected only polymer constituent of the treated structure, the hydroxyapatite nanoparticles remained intact. Selected prepared structures were biologically tested. Test in simulated body fluid proved high bioactivity of the polycaprolactone/hydroxyapatite composite nanofibres through precipitation of calcium phosphates phases on the composite structures. Following in-vitro tests using living cell cultures (ISO 10993-5 and WST-8 test) proved beneficial influence of the hydroxyapatite in the structure and of the surface plasma treatment when bioactivity of the plasma treated composite structures increased 1.5 times compared to the neat as-spun polycaprolactone fibres.
|
|
|
Ohebné keramické fólie z oxidu zirkoničitého
Hliničan, Jan ; Částková, Klára (oponent) ; Šťastný, Přemysl (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vývojem systému pro přípravu tenkých a vysoce ohebných keramických fólií z oxidu zirkoničitého s tloušťkou mezi 70 a 200 m. Práce je členěna do dvou částí. První část představuje literární rešerši, která se zaměřuje na vlastnosti oxidu zirkoničitého, přípravu tenkých keramických fólií a hodnocení mechanických vlastností keramických materiálů. Druhá část je experimentální. Zabývá se přípravou tenkých keramických fólií z koloidních keramických suspenzí vyrobených metodou epoxy gel-tape casting. Suspenze byly připravovány ze stabilizovaného oxidu zirkoničitého. Ke stabilizaci byly použity 2 a 3 mol.% oxidu yttritého. Na slinutých fóliích byl stanoven maximální průhyb a pevnost. Maximální biaxiální pevnosti 1806 MPa bylo dosaženo u fólií 3Y-PC 75 s tloušťkou 190 m. Maximálního průhybu 10,5 mm při tloušťce keramické fólie 75 m bylo dosaženo v 3-bodovém ohybu při rozpětí podpor 30 mm na vzorcích 3Y-PC 75. Při vzdálenosti podpor 50 mm byly vzorky protlačeny mezerou bez poškození. Tyto výsledky poukazují na excelentní mechanické vlastnosti připravených keramických folií.
|
|
|
Moderní metody přípravy porézní biokeramiky
Šťastný, Přemysl ; Částková, Klára (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
Práce se zabývá metodami přípravy porézních keramik se zaměřením na biokeramické podpůrné systémy kostních tkání, anglicky nazývané "bioscaffolds". Rešerše je členěna do tří částí. První část je věnována koloidním suspenzím, jejich přípravě a konsolidaci. Druhá část se zabývá metodami výroby porézních struktur a část třetí je věnována problematice využití porézních biokeramik v medicíně. Praktická část práce se věnuje testům gelace.
|
|
|
Příprava a vlastnosti feroelektrických keramických materiálů
Vykoukalová, Tereza ; Maca, Karel (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Cílem práce bylo připravit keramický materiál na bázi barium stroncim titanátu (Ba0,70Sr0,30TiO3, BST) pro feroelektrické aplikace. Pro přípravu keramického práškového materiálu BST bylo využito syntéz v kapalném stavu na bázi precipitace a sol-gel metod s případným ultrazvukovým, hydrotermálním a mechano-chemickým zpracováním pro podpoření deaglomerace a zabránění růstu zrn při slinovacích teplotách. Dle hodnocení morfologie, velikosti a aglomerace částic byly vybrány vhodné prášky, ze kterých byla připravena BST objemová keramika o definovaném fázovém složení a morfologii použitelná pro feroelektrické aplikace. Bylo zjištěno, že vhodnou metodou pro přípravu fázově čistého nanometrového BST prášku byla sol-gel syntéza se solvotermálním zpracováním (200 °C/48 h). Vylisováním a slinováním prášku syntetizovaného touto metodou byla připravena keramika o relativní hustotě 85 % TD s pravidelnými zrny o velikosti kolem 1,22 m.
|
|
|
Vysoce porézní keramické oxidové materiály pro environmentální katalýzu
Husťák, Miroslav ; Částková, Klára (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Vodík je považován za nejnadějnější surovinu pro náhradu fosilních paliv. Většina vodíku se v současné době vyrábí reformací metanu, pro kterou je potřeba používat katalyzátory z drahých kovů. Tato diplomová práce proto zkoumá perovskitové materiály SmCoO3, Sm0,8Ca0,2CoO2,9, SmCo0,8Al0,2O3 a Sm0,8Ca0,2Co0,8Al0,2O2,9, které by mohly sloužit jako katalyzátory při výrobě vodíku pomocí reformace metanu. K reformaci metanu dochází na povrchu katalyzátoru, a proto je žádoucí dosáhnout co největšího specifického povrchu materiálu. Z toho důvodu byly tyto materiály připravovány dvěma typy sol-gel procesu, u kterých se očekává, že umožní připravit tyto materiály s velkým specifickým měrným povrchem. V průběhu práce bylo následně sledováno, jak způsob syntézy ovlivňuje strukturu a katalytické vlastnosti u jednotlivých materiálů. Nejlepší výsledky vykazoval materiál SmCo0,8Al0,2O3 připravený propylenoxidem řízenou sol-gel syntézou, který při měření katalytické aktivity vykazoval 99% konverzi metanu.
|
|
|
Preparation and characterization of modified polysaccharide hydrogels for medical applications
Poštulková, Hana ; Částková, Klára (oponent) ; Lehocký,, Marián (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
This work focuses on comprehensive characterization of naturally insoluble polysaccharide Gum Karaya (GK) in order to contribute to the general knowledge of this not well studied biomaterial. Besides the GK solubilization process, which was studied under different conditions, this work proposes a new hydrogel, which is based on a unique combination of materials including Gum Karaya and protein Silk Fibroin. This approach allows for the utilization of the specific features of each individual material in the given hydrogel system and for the study of their interaction. Hydrogels were prepared without any chemical crosslinkers and were based only on a physical crosslinking of the system. Chemo-physical and biological properties of the prepared hydrogels were evaluated and discussed. Cell culture assays evaluating keratinocytes in contact with the hydrogels suggested good biocompatibility properties and low adhesion between the cells and hydrogels. Furthermore, GK and its mixture with another biopolymer exhibited bacteriostatic properties against selected gram-positive microorganisms, however bactericidal activity was not observed. Results obtained throughout this work suggested that the utilization of Gum Karaya and prepared hydrogels possesses the potential to be used in regenerative medical applications for example as a hydrogel for burnt skin treatment.
|
|
|
Vývoj světlocitlivých keramických suspenzí pro 3D tisk porézních bioskafoldů
Ravasová, Michaela ; Novotná, Lenka (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Cieľom diplomovej práce je vývoj svetlocitlivých keramických suspenzií pre tvorbu poréznych bioskafoldov pomocou 3D tlače. Suspenzie boli založené na báze oxidu hlinitého a v druhej fáze experimentálnej časti na báze kalcium fosfátov. Teoretická časť diplomovej práce je zameraná na opis ľudskej kosti a vlastností bioskafoldov, prehľad biomateriálov a metód príprav poréznej biokeramiky s následným prehľadom doterajších výsledkov iných vedeckých skupín v danej oblasti. Experimentálna časť popisuje vývoj suspenzií. Bol sledovaný vplyv monomérov, fotoiniciátorov, disperzantu a keramického prášku na vlastnosti suspenzií a ich schopnosť fotopolymerizácie. Optimalizovaním suspenzií bolo dosiahnuté vhodné zloženie pre 3D tlač skafoldov z oxidu hlinitého. Množstvo disperzantu a keramického prášku bolo volené podľa výsledkov reologických meraní a pomer monomérov a obsah iniciátorov podľa gelačných testov, kde bola sledovaná závislosť polymerizácie živice od dĺžky času osvietenia. Suspenzie boli následne vytlačené a spekané. U spekaných telies bola charakterizovaná mikroštruktúra so zameraním na defekty špecifické pre proces odstraňovania spojiva. Po vytvorení suspenzie z oxidu hlinitého vhodnej pre 3D tlač bol rovnaký postup aplikovaný i na tvorbu suspenzií na báze kalcium fosfátov. Výstupom diplomovej práce je suspenzia na báze oxidu hlinitého, respektíve trikalcium fosfátu pripravená zo zmesi dvoj a štvorfunkčných akrylátov v hmotnostnom pomere 1:1, s 73-77 hm.%, respektíve 65 hm.% plnením prášku a 2 hm.%, respektíve 3 hm.% disperzantu. Suspenzia je vhodná pre stereolitografickú 3D tlač tenkostenných telies pre biomedicínske aplikácie.
|
host ::
RSS.