|
|
Příprava rozměrných a tvarově složitých keramických dílů
Prehradná, Jana ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá rešerší keramických materiálů v oboru materiálového inţenýrství. První část se věnuje biomateriálům, především biokeramice, jejími typy, vlastnostmi a jejím pouţitím. Ve druhé části se práce zabývá transparentní keramikou a třetí část obsahuje postup a moţnosti pouţití metody gelového lití – gelcasting. Experimentální část se věnuje výrobě velkých a tvarově sloţitých součástí – kolenního kloubu, sférického krytu a disků s transparentními vlastnostmi. Pro přípravu těchto vzorků byla pouţita metoda gelového lití. Úkolem bylo nejenom tyto vzorky vyrobit, ale také nalézt vhodné okolní podmínky pro správný průběh celého výrobního procesu.
|
|
|
Příprava a vlastnosti obrobitelných keramických materiálů
Sláma, Martin ; Matoušek, Aleš (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na studium obrobitelnosti keramických materiálů v závislosti na teplotě předslinutí. Použitým materiálem byla keramika na bázi Al2O3. Obrobitelnost oxidu hlinitého byla zjišťována na vzorcích připravených uniaxiálním lisováním. Pro obrábění se používaly vzorky bez tepelného zpracování ihned po vylisování a vzorky předslinuté na teploty 700°C, 800°C, 900°C a 1000°C s rozdílnou dobou výdrže na teplotě předslinutí. Obrobitelnost se testovala v závislosti na vyfrézované hloubce. Vzorek se obráběl do čtyř úrovní hloubky. Ve výsledcích byla hodnocena obrobitelnost materiálu, vliv teploty a doby výdrže na předslinovací teplotě na obrobitelnost materiálu a použití v praxi.
|
|
|
Tvarování hydroxyapatitu na mikro úrovni pro přípravu kostních náhrad
Pejchalová, Lucie ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Vhledem k celosvětovému stárnutí populace, dochází k častější potřebě opravy pohybového aparátu. V některých případech je proto nutno přejít v konečné fázi k implantaci kostní náhrady. Nejčastěji je pro svoji biokompatibilitu a bioaktivitu využíván hydroxyapatit, který je v kostech přirozeně zastoupen. Využití hydroxyapatitu jako materiálu pro kostní náhrady je omezeno mechanickou stabilitou v porézních systémech. Metoda, při které bylo dosaženo nejlepšího poměru mechanické stability a porozity, se nazývá freeze – casting. Tato metoda využívá tvorbu ledu (v případě vodných suspenzí) ke tvorbě lamelární struktury během kontrolovaného mražení. Dalším krokem je odstranění ledových krystalů lyofilizací. Následně je výsledná porézní lamelární struktura zpevněna slinutím. Změnou složení suspenze nebo podmínek mražení lze dosáhnout různé mezilamelární vzdálenosti, spojení lamel a porozity. V této práci byly připraveny keramické suspenze v objemovém zastoupení hydroxyapatitu 7,5 %, 10 %, 15 % a 20 %, které byly použity při přípravě porézních kostních náhrad metodou freeze – casting. Během mražení byla do struktur implementována 3D mřížka, která posloužila jako šablona pro síť kanálků (v průměru cca 800 mikrometrů). Po lyofilizaci byly následným ohřevem odstraněny z materiálu organické látky, včetně 3D mřížky. Výsledná biokeramická struktura dosáhla porozity víc než 90 % a velmi dobrého poměru mechanické stability a porozity. Implementace 3D mřížky se ukázala být vhodnou metodou pro kontrolovanou tvorbu kanálků s dostatečným rozměrem, sloužící k zvýšení bioaktivity materiálu.
|
|
|
Bioceramic materials bioactivity testing via simulated body fluid
Holbusová, Eva ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
These days, there is a possibility of joint replacement implantation, more common dental implants, or regeneration of bone fractures using bone graft replacements is more accessible than in history. Bioceramic materials are used for these purposes. Bioceramics is a non-toxic ceramic material. It is characterized by its bioactivity and biocompatibility. Bioactivity testing of bioceramics is performed using simulated body fluid (SBF). In addition, the change in the concentration of calcium ions was investigated during the testing. The aim of the work was to determine whether the concentration of calcium ions changes between bioceramics and SBF. Bioceramic samples were prepared by two methods, namely freeze-casting and cold isostatic pressing. What was soaked in c-SBF was prepared according to Kokubo. The analysis of SBF was performed using a colorimetric method with a reagent of Murexide solution and reagent KIT. The concentration of calcium ions in the SBF after soaking samples in a testing cycle 0, 3, 7, 14, and 21 days was measured using a UV/VIS spectrophotometer. In addition, X-ray diffractometry was used to determine the phase composition of the material before soaking in SBF. The change in calcium ion concentration during the test cycle in the bioceramic – SBF system was confirmed with UV/VIS spectrophotometry. The most significant increase in concentration was recorded on the third day of soaking. The assumption of an apatite layer formation on the soaked bioceramic samples was supported by a change in the concentration of calcium ions SBF and the change in weight of the material after soaking. It was found that using indirect colorimetric determination delivered better results when the Murexide indicator was used instead of KIT.
|
|
|
Studium biokeramických materiálů na bázi fosforečnanů vápenatých
Kolář, Martin ; Maca, Karel (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Byla připravena rešerše na téma „Biokeramické materiály“ se zaměřením na vrstevnaté biomateriály na bázi fosforečnanů vápenatých. Na základě získaných informací byly navrženy a provedeny experimenty přípravy vrstevnatých materiálů na bázi fosforečnanů vápenatých metodou spin-coating se zaměřením na optimalizaci podmínek nanášení vrstev. Dále byly provedeny experimenty přípravy objemové hydroxyapatitové keramiky uniaxiálním lisováním s následným tepelným zpracovaním. Připravená vrstevnatá a objemová keramika byla hodnocena z hlediska bioaktivních vlastností testováním interakcí se simulovanou tělní tekutinou.
|
|
|
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 biokeramického kompozitu na bázi hydroxyapatitu a bioskla
Virágová, Eliška ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem biokeramických kompozitních materiálů na bázi hydroxyapatitu (HAp) a bioskla (BG). Pro přípravu těchto materiálů byla zvolena metoda mokrého tvarování – elektroforetická depozice (EPD). Byla evaluována metodika přípravy a její vliv na relativní hustotu a distribuci pórů v připravených kompozitech. Bylo provedeno studium slinovacího procesu připravených kompozitních materiálů pomocí vysokoteplotní dilatometrie s následným vyhodnocením mikrostrukturních a mechanických vlastností. Bylo zjištěno, že pomocí EPD lze úspěšně připravit částicové kompozity, jejichž mikrostrukturní kvalitu ovlivňuje zejména elektrická vodivost suspenze. Při studiu kinetiky depozičního procesu bylo zjištěno, že EPD probíhá nejrychleji v suspenzi s nejnižší elektrickou vodivostí. Se zvyšujícím se obsahem BG v HAp rostla relativní hustota materiálů a také docházelo ke snížení četnosti a zvětšení průměru pórů. Při vysokoteplotní dilatometrii byl patrný pokles relativního smrštění se vzrůstajícím obsahem HAp ve struktuře. Pozorování mikrostruktury ukázalo krystalickou strukturu BG a otevřenou porozitu HAp, která je pro biokompatibilní materiály žádoucí. Fázové složení jednotlivých materiálů bylo určeno pomocí rentgenové difrakční analýzy. V rámci mechanických vlastností byl zjištěn nárůst tvrdosti a Youngova modulu pružnosti se vzrůstajícím obsahem BG v biokeramických kompozitech. Na základě získaných poznatků byl identifikován vhodný postup a materiálové složení pro plánovanou přípravu funkčně gradientního materiálu na bázi HAp a BG
|
|
|
Biokeramické materiály a jejich biokompatibilita s kostními tkáněmi
Novotná, Lenka ; Trunec, Martin (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na studium keramických povlaků na bázi nanočásticového oxidu zirkoničitého, nanesených metodou sprejové depozice na substráty z oxidu zirkoničitého, hlinitého a skla. Byla zkoumána kvalita nanesených povlaků v závislosti na použitém podkladovém substrátu (na jeho chemickém složení, teplotě pří nanášení a drsnosti) a množství dávkované suspenze. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při nanášení malého množství suspenze za nízkých teplot na lehce drsný podklad. Biokompatibilita byla testována in vitro. Keramické materiály opatřené nanostrukturním povlakem byly cytokompatibilní.
|
|
|
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.
|
|
|
Bioceramic materials bioactivity testing via simulated body fluid
Holbusová, Eva ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
These days, there is a possibility of joint replacement implantation, more common dental implants, or regeneration of bone fractures using bone graft replacements is more accessible than in history. Bioceramic materials are used for these purposes. Bioceramics is a non-toxic ceramic material. It is characterized by its bioactivity and biocompatibility. Bioactivity testing of bioceramics is performed using simulated body fluid (SBF). In addition, the change in the concentration of calcium ions was investigated during the testing. The aim of the work was to determine whether the concentration of calcium ions changes between bioceramics and SBF. Bioceramic samples were prepared by two methods, namely freeze-casting and cold isostatic pressing. What was soaked in c-SBF was prepared according to Kokubo. The analysis of SBF was performed using a colorimetric method with a reagent of Murexide solution and reagent KIT. The concentration of calcium ions in the SBF after soaking samples in a testing cycle 0, 3, 7, 14, and 21 days was measured using a UV/VIS spectrophotometer. In addition, X-ray diffractometry was used to determine the phase composition of the material before soaking in SBF. The change in calcium ion concentration during the test cycle in the bioceramic – SBF system was confirmed with UV/VIS spectrophotometry. The most significant increase in concentration was recorded on the third day of soaking. The assumption of an apatite layer formation on the soaked bioceramic samples was supported by a change in the concentration of calcium ions SBF and the change in weight of the material after soaking. It was found that using indirect colorimetric determination delivered better results when the Murexide indicator was used instead of KIT.
|
host ::
RSS.