|
|
Bioceramic Materials for Advanced Medical Applications
Novotná, Lenka ; Lapčík,, Lubomír (oponent) ; Drdlíková, Katarina (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
The aim of this thesis was to prepare three-dimensional scaffolds that can be potentially used for the reconstruction and regeneration of damaged bone tissues. Two techniques were used to create the porous ceramic scaffolds – polymer replica technique and polymerization in situ. A variety of bioceramic materials were studied, mainly alumina, zirconia and calcium phosphates. The effect of processing parameters, such as composition of suspensions, as well as the effect of heat treatment on structure and final properties of the prepared scaffolds were evaluated. Morphology of the sintered scaffolds was characterised by scanning electron microscopy; in particular pore size, pores interconnection, total porosity and density were described. Phase composition, compressive strength and biological properties such as bioactivity and cytotoxicity were also discussed. The dissertation is divided into several sections. The literature review briefly summarizes the structure and properties of bones, the requirements for scaffolds, advantages and disadvantages of currently used materials and methods of ceramic foam preparation. The first part of experiments dealt with scaffolds prepared by polymer replica technique. All fabricated foams had interconnected pores with size in the range of 300 to 2000 m, total porosity was 50–99%. The compressive strength of calcium phosphate foams prepared by replica technique reached about 0.3 MPa (at 80 % porosity). Reinforcement of the scaffolds was reached by using bio-inert cores or by incorporation of silica into the composite structure. The strength of calcium phosphate/silica scaffold increased above 20 MPa. The last section of experimental part discusses in situ blown calcium phosphate scaffolds, created by using the formation process of polyurethane foam with diisocyanate and polyol components. The sintered scaffolds had mainly interconnected macroporous structure with pore size ranging 80 to 550 m. The total porosity was about 76 to 99 %. The advantage of this method compared to the polymer replica technique was that the struts were completely filled. None of the studied materials was cytotoxic and moreover all studied foams exhibited bioactive behaviour. The most promising adept for application in bone tissue engineering seems to be composite material containing calcium phosphates reinforced by silica.
|
|
|
Tailoring of cooling procedure during freeze-casting for bone replacement applications.
Šantavý, Tomáš ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Bachelor thesis focuses on preparation of hydroxyapatite ceramics by freeze-casting. Hydroxyapatite is an important ceramic material, due to its biocompatibility, biodegradability and bioactivity it has a wide range of use in medicinal applications especially in replacement of bone material. The chosen method, freeze-casting, is flexible, eco-friendly and we are able to achieve a high level of porosity. The method includes freezing, freeze drying and sintering which creates a porous structure of the prepared material. Objective of this bachelor thesis was to find out the impact on the created porosity and mechanical properties of the final material. Freezing rates were applied 3, 4, 5, 6, 7 and 26 m/s. During the experimental part it was established that the freezing rate has a significant influence on the newly formed inner microstructure, it directly influences the interlamellar distances and mechanical property which is compressive strength. With liquid nitrogen with a speed of 26 m/s the achieved compressive strength was of 15 MPa as well as the shortest interlamellar distances of 14-22 µm. With slower freezing rate the average interlamellar distances were 40-150 µm and compressive strength of 2-4 MPa with comparable porosity.
|
|
| |
|
|
Statistické metody pro popis provozu restaurace
Novotná, Lenka ; Doubravský, Karel (oponent) ; Kropáč, Jiří (vedoucí práce)
Práce je napsána za účelem ukázky využití statistických metod pro popis vývoje ekonomických procesů v podniku. Je rozdělena do dvou částí. První část je zaměřena na teoretické poznatky o regulačních diagramech a časových řadách. Druhou část tvoří kapitoly zabývající se jejich praktickým využitím. Součástí práce je i drobná aplikace pro tvorbu regulačních diagramů.
|
|
|
Vliv alokace podniku na optimalizaci jeho provozu s využitím principů facility managementu
Novotná, Lenka ; Fellow, Ondřej Štrup, IFMA (oponent) ; Hromádka, Vít (oponent) ; Somorová,, Viera (oponent) ; Tichá, Alena (vedoucí práce)
Za účelem optimalizace provozu podniku vedoucí ke zvýšení jeho efektivnosti a výkonnosti se nabízí řada dílčích restrukturalizačních opatření. Struktura uvnitř podniku patří mezi významné instrumenty pro řízení jeho výkonnosti a její správné stanovení a řádné a smysluplné rozdělení může mít v konkurenčním prostředí klíčový význam. Mnohdy požadavek na optimalizaci provozu vzejde z požadavků facility managementu, a proto by restrukturalizační opatření týkající se organizačních změn, měla být prováděná s ohledem na principy facility managementu, respektive by měla vycházet z jejich optimalizace. Tato práce mapuje vliv restrukturalizačního opatření formou centralizace provozů podniku na optimalizaci jeho provozu s ohledem na facility management. Cílem disertační práce je zhodnocení dané organizační změny v podniku o více provozech se zohledněním principů facility managementu. Na základě poznatků z literární rešerše a reálného průběhu dané změny jsou výsledkem práce metodická doporučení při zavedení a hodnocení centralizace provozů v podniku.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
3D tisk keramických kostních náhrad s rozdílnou vnitřní stavbou
Novotná, Lenka ; Sekora, Jiří (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Porézní biokeramické materiály se jeví být slibné jako dočasné kostní náhrady pro regeneraci kostní tkáně. Zatímco chemické složení ovlivňuje biokompatibilitu, vnitřní struktura je klíčová pro penetraci buněk, difuzi živin, vaskularizaci, vrůstání kosti; a zásadně ovlivňuje mechanické vlastnosti implantátu. Trojrozměrný tisk umožňuje připravit téměř libovolné struktury a nezávisle tak studovat jejich vliv. Zadáním bakalářské práce bylo prostudovat a 3D tiskem připravit keramické kostní náhrady s rozdílnou vnitřní strukturou. Práce je rozdělena do 8 kapitol. První čtyři kapitoly stručně shrnují současný stav poznání v následujících oblastech: stavba kosti, požadavky kladené na syntetické kostní náhrady, vnitřní stavba kostních náhrad a způsoby jejich přípravy s ůrazem na 3D tisk. Zbylé kapitoly tvoří experimentální část, kde byla nejdříve analyzovaná mikro/makro struktura myší kostry. Na základě naměřené velikosti pórů (50 200 m) a dle literární rešerše bylo namodelováno 16 struktur majících rozdílný tvar, zakřivení a velikost pórů. Struktury byly vytištěny pomocí stereolitografie z disperze obsahující fosforečnan vápenatý. Slinuté keramické kostní náhrady měly z hlediska tkáňového inženýrství ideální strukturu, obsahovaly jak propojené makropóry (do 500 m), tak i mikropóry (3 m). Výsledky potvrzují, že stereolitografie je vhodná, a oproti jiným technikám relativně přesná metoda, pro přípravu scaffoldů majících rozličnou vnitřní stavbu. Na strukturách vytištěných pomocí stereolitografu bude v budoucnu možné nezávisle studovat jednotlivé parametry ovlivňující chování náhrad v těle a posunout tak poznání v oblasti léčby rozsáhlých poškození kostry.
|
|
|
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.
|
|
|
Příprava a vlastnosti biokeramických porézních materiálů
David, Jakub ; Ručková, Jana (oponent) ; Novotná, Lenka (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na studium biokeramických porézních materiálů. Teoretická část je členěna do tří částí. První část charakterizuje biomateriály, jejich dělení a využití v kostním tkáňovém inženýrství. Druhá část se věnuje požadavkům biokeramických podpůrných systémů, anglicky zvané „scaffolds“. Ve třetí části jsou popsány metody výroby porézních struktur. Snahou praktické části bylo připravit metodou přímého pěnění biokeramické porézní materiály na bázi kalcium fosfátů. Byl studován zejména vliv složení suspenzí na výsledné vlastnosti připravených materiálů. Rovněž byla hodnocena morfologie materiálů pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Z hlediska biologických vlastností byla testována degradabilita materiálů v simulované tělní tekutině.
|
host ::
RSS.