|
|
Impact of macro channels on mechanical stability of bone scaffolds during indirect 3D printing
Vojníková, Michaela ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Porous materials are currently subject to the great interest of tissue engineering. They provide unique properties such as bioactivity, biodegradability, osteoconductivity, and vascularization. Particularly, ceramic porous systems show appreciable potential in medical applications. However, there is a crucial problem with the porous scaffold on account of their bad mechanic properties and therefore they are presently used only at low-load locations. This thesis focuses on the preparation of the scaffolds made of hydroxyapatite by using the freeze-casting method where the indirect 3D printing was applied to get open channels with the size over 200 µm. It also compares the mechanical properties of the scaffolds with different internal structures and monitors how the implementation of different types of grids affects the resulting stability. The scaffolds were prepared with a different arrangement of macro-channel in the internal structure, but they had equal dimensions as common property. The 3D grid was implemented before freezing into the mold and afterward the grid was eliminated by sintering, leaving only a channel system with the size 540-600 µm in the final scaffold. The influence of the type of the 3D grid on the resulting mechanical stability of the scaffold was determined. Rotation of this grid does not have a significant effect on the result, while it only helps with cracking in the direction of the helix. The combination of these methods reports very good controllability with directed macro-channels in the resulting scaffold and therefore it is suitable for the preparation of the bone-implants with different structures.
|
|
|
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.
|
|
|
Náhrada části lidských kostí umělými materiály s využitím 3D tisku
Svoboda, Štěpán ; Sedlák, Josef (oponent) ; Zemčík, Oskar (vedoucí práce)
Práce je rozdělena na 3 hlavní části. V první části je shrnuta teorie dané problematiky. Zde jsou sjednoceny teoretické informace o různých možnostech jednotlivých přístupů. Výsledkem této části je tedy obecný souhrn teoreticky možných postupů vytvoření umělé kostní náhrady, kde ke každému jsou uvedeny jeho výhody a nevýhody. Teoretická část obsahuje také informace, které nakonec v praxi autor nevyužil. Jeho myšlenkou však bylo vytvořit ucelený pohled na problematiku z více úhlů pohledu. Druhá část využívá teoretické poznatky z předchozího souboru informací a na jejich základě definuje kroky potřebné k úspěšnému zvládnutí problematiky 3D tisku kosti. Třetí část se řídí pokyny obou předchozích a zaměřuje se na praktické zhotovení kosti a následné zhodnocení zvolené metody. Jsou zde probrány jednotlivé úkony, které vedly k finálnímu zhotovení kosti. Závěr práce je potom zaměřen na zhodnocení úspěšnosti zvolených postupů a doporučení pro další kroky v budoucnu.
|
|
|
Impact of macro channels on mechanical stability of bone scaffolds during indirect 3D printing
Vojníková, Michaela ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Porous materials are currently subject to the great interest of tissue engineering. They provide unique properties such as bioactivity, biodegradability, osteoconductivity, and vascularization. Particularly, ceramic porous systems show appreciable potential in medical applications. However, there is a crucial problem with the porous scaffold on account of their bad mechanic properties and therefore they are presently used only at low-load locations. This thesis focuses on the preparation of the scaffolds made of hydroxyapatite by using the freeze-casting method where the indirect 3D printing was applied to get open channels with the size over 200 µm. It also compares the mechanical properties of the scaffolds with different internal structures and monitors how the implementation of different types of grids affects the resulting stability. The scaffolds were prepared with a different arrangement of macro-channel in the internal structure, but they had equal dimensions as common property. The 3D grid was implemented before freezing into the mold and afterward the grid was eliminated by sintering, leaving only a channel system with the size 540-600 µm in the final scaffold. The influence of the type of the 3D grid on the resulting mechanical stability of the scaffold was determined. Rotation of this grid does not have a significant effect on the result, while it only helps with cracking in the direction of the helix. The combination of these methods reports very good controllability with directed macro-channels in the resulting scaffold and therefore it is suitable for the preparation of the bone-implants with different structures.
|
|
|
Corrosion Testing Of Biodegradable Bone
Implants
Galanová, Zuzana
This article is focused on the part of my master´s theses which discusses the corrosion of biodegradable bone implants in solutions which simulate human blood environment. It explains use of Tafel Analysis for corrosion measurements and the way how those measurements were done. At the end of article results are being described and analyzed.
|
|
|
Náhrada části lidských kostí umělými materiály s využitím 3D tisku
Svoboda, Štěpán ; Sedlák, Josef (oponent) ; Zemčík, Oskar (vedoucí práce)
Práce je rozdělena na 3 hlavní části. V první části je shrnuta teorie dané problematiky. Zde jsou sjednoceny teoretické informace o různých možnostech jednotlivých přístupů. Výsledkem této části je tedy obecný souhrn teoreticky možných postupů vytvoření umělé kostní náhrady, kde ke každému jsou uvedeny jeho výhody a nevýhody. Teoretická část obsahuje také informace, které nakonec v praxi autor nevyužil. Jeho myšlenkou však bylo vytvořit ucelený pohled na problematiku z více úhlů pohledu. Druhá část využívá teoretické poznatky z předchozího souboru informací a na jejich základě definuje kroky potřebné k úspěšnému zvládnutí problematiky 3D tisku kosti. Třetí část se řídí pokyny obou předchozích a zaměřuje se na praktické zhotovení kosti a následné zhodnocení zvolené metody. Jsou zde probrány jednotlivé úkony, které vedly k finálnímu zhotovení kosti. Závěr práce je potom zaměřen na zhodnocení úspěšnosti zvolených postupů a doporučení pro další kroky v budoucnu.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.