|
|
Experimental study of artificial articular cartilage friction
Kulíšek, Vlastimil ; Ranuša, Matúš (referee) ; Rebenda, David (advisor)
Many conventional materials are used to replace damaged articular cartilage, which are beginning to be replaced by innovative biomimetic materials that mimic cartilage properties. One of these materials are poly(vinyl alcohol) (PVA) hydrogels crosslinked by freeze-thawing and cast-drying method. These hydrogels possess similar mechanical as articular cartilage. In order to clarify the effect of kinematic conditions on the friction of hydrogels, three levels of sliding speed and load and a uniform lubricant – PBS were chosen. The coefficient of friction of the FT hydrogel decreased with increasing load. The dependence of the sliding speed did not show a uniform trend and corresponded to the adsorption-repellent model for PVA gels. The coefficient of friction of the CD hydrogel increased with increasing sliding speed according to the repulsion-adsorption model for PVA gels. The increase in load at low sliding speeds of CD hydrogel caused a slight decrease in the coefficient of friction. At the highest speed, there was an optimal load at which a low coefficient of friction was achieved. The CD hydrogel showed a lower coefficient of friction than cartilage. The FT hydrogel achieved a lower coefficient of friction than cartilage only at 5 N and 10 mm s- 1. This work contributes to the understanding of the tribological properties of PVA hydrogels.
|
|
| |
|
|
The Synthesis and Characterisation of Biocomposite Materials for Potential Application in Medicine
Balgová, Zuzana ; Plešingerová,, Beatrice (referee) ; Bakoš, Dušan (referee) ; Palou, Martin (advisor)
Dizertační práce se zabývala syntézou a studiem kompozitních materiálů pro potenciální lékařské využití. Teoretická část je zaměřena na biomateriály, zejména na kompozity složené z polyvinylalkoholu a hydroxyapatitu(PVA/HA). Byly připraveny kompozitní membrány složené z polyvinylalkoholu s různým hmotnostním zastoupením hydroxyapatitu - 0%, 10%, 20%, 30%, 40% a 50%. Hydroxyapatit (HA) byl připraven srážecí metodou z hydrogenfosforečnanu amonného a tetrahydrátu dusičnanu vápenatého ve vodném alkalickém prostředí. Vzniklá suspenze se smísila s roztokem polyvinylalkoholu, který byl připraven rozpuštěním ve vodě o teplotě 85° C. Jednotlivé směsi byly odlity do formy a sušeny po dobu 7 dní při teplotě 30 ° C, vzniklé 0,5 mm tenké membrány byly analyzovány ATR-FTIR spektroskopií k identifikaci funkčních skupin v kompozitu, dále byla provedena XRD analýza. Zkouška tahem a TGA měření byly realizovány k určení vlivu HA na mechanické vlastnosti, respektive změnu tepelné odolnosti kompozitů ve srovnání s čistým PVA. Byla provedena zkouška bioaktivity v simulovaném krevním roztoku (SBF) po dobu 2h, 7 a 28 dnů. SEM byla použita k charakterizaci povrchové mikrostruktury biocompositních membrán před a po ponoření do SBF. Na povrchu testovaných membrán vznikla vrstva apatitu, která je charakteristická pro bioaktivní materiály. Bylo zjištěno, že s rostoucím množstvím HA částic docházelo ke vzniku aglomerátů v kompozitu, které vznikly mimo jiné jako důsledek růstu krystalů HA během sušení membrán. Bioaktivita rostla s delším působením SBF na vzorky.
|
|
|
Influence of the polymer mixture composition on the properties of polysaccharide fibrous biomaterials
Kavčiaková, Zuzana ; Pavliňáková, Veronika (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Navrhovaná diplomová práca sa zaoberá prípravou a hodnotením vlastností vlákien na báze polysacharidu Gum Karaya a jeho zmesí s poly(vinylalkoholom), poly(vinylpyrolidínom) a poly(etylénoxidom). Diplomová práca je rozdelená na teoretickú, experimentálnu a diskusnú časť. V teoretickej časti je opísaná príprava a charakterizácia vlákien rôznej veľkosti. Experimenty zahŕňajú prípravu vlákien metódou elektrospinningu. Získané vlákna boli analyzované pomocou Fourierovej transformovanej infračervenej (FT-IR) spektroskopie, rastrovacej elektrónovej mikroskopie (SEM), dynamickej mechanickej analýzy (DMA) a gravimetrickej metódy na vyhodnotenie pomeru napúčania vlákien. Elektro-zvláknené vlákna získané z vodného roztoku organických kyselín sa osvedčili ako vhodný materiál s dostatočne dobrým priemerom vlákien a pevnosťou v ťahu.
|
|
|
Influence of the polymer mixture composition on the properties of polysaccharide fibrous biomaterials
Kavčiaková, Zuzana ; Pavliňáková, Veronika (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Navrhovaná diplomová práca sa zaoberá prípravou a hodnotením vlastností vlákien na báze polysacharidu Gum Karaya a jeho zmesí s poly(vinylalkoholom), poly(vinylpyrolidínom) a poly(etylénoxidom). Diplomová práca je rozdelená na teoretickú, experimentálnu a diskusnú časť. V teoretickej časti je opísaná príprava a charakterizácia vlákien rôznej veľkosti. Experimenty zahŕňajú prípravu vlákien metódou elektrospinningu. Získané vlákna boli analyzované pomocou Fourierovej transformovanej infračervenej (FT-IR) spektroskopie, rastrovacej elektrónovej mikroskopie (SEM), dynamickej mechanickej analýzy (DMA) a gravimetrickej metódy na vyhodnotenie pomeru napúčania vlákien. Elektro-zvláknené vlákna získané z vodného roztoku organických kyselín sa osvedčili ako vhodný materiál s dostatočne dobrým priemerom vlákien a pevnosťou v ťahu.
|
|
|
Experimental study of artificial articular cartilage friction
Kulíšek, Vlastimil ; Ranuša, Matúš (referee) ; Rebenda, David (advisor)
Many conventional materials are used to replace damaged articular cartilage, which are beginning to be replaced by innovative biomimetic materials that mimic cartilage properties. One of these materials are poly(vinyl alcohol) (PVA) hydrogels crosslinked by freeze-thawing and cast-drying method. These hydrogels possess similar mechanical as articular cartilage. In order to clarify the effect of kinematic conditions on the friction of hydrogels, three levels of sliding speed and load and a uniform lubricant – PBS were chosen. The coefficient of friction of the FT hydrogel decreased with increasing load. The dependence of the sliding speed did not show a uniform trend and corresponded to the adsorption-repellent model for PVA gels. The coefficient of friction of the CD hydrogel increased with increasing sliding speed according to the repulsion-adsorption model for PVA gels. The increase in load at low sliding speeds of CD hydrogel caused a slight decrease in the coefficient of friction. At the highest speed, there was an optimal load at which a low coefficient of friction was achieved. The CD hydrogel showed a lower coefficient of friction than cartilage. The FT hydrogel achieved a lower coefficient of friction than cartilage only at 5 N and 10 mm s- 1. This work contributes to the understanding of the tribological properties of PVA hydrogels.
|
|
|
The Synthesis and Characterisation of Biocomposite Materials for Potential Application in Medicine
Balgová, Zuzana ; Plešingerová,, Beatrice (referee) ; Bakoš, Dušan (referee) ; Palou, Martin (advisor)
Dizertační práce se zabývala syntézou a studiem kompozitních materiálů pro potenciální lékařské využití. Teoretická část je zaměřena na biomateriály, zejména na kompozity složené z polyvinylalkoholu a hydroxyapatitu(PVA/HA). Byly připraveny kompozitní membrány složené z polyvinylalkoholu s různým hmotnostním zastoupením hydroxyapatitu - 0%, 10%, 20%, 30%, 40% a 50%. Hydroxyapatit (HA) byl připraven srážecí metodou z hydrogenfosforečnanu amonného a tetrahydrátu dusičnanu vápenatého ve vodném alkalickém prostředí. Vzniklá suspenze se smísila s roztokem polyvinylalkoholu, který byl připraven rozpuštěním ve vodě o teplotě 85° C. Jednotlivé směsi byly odlity do formy a sušeny po dobu 7 dní při teplotě 30 ° C, vzniklé 0,5 mm tenké membrány byly analyzovány ATR-FTIR spektroskopií k identifikaci funkčních skupin v kompozitu, dále byla provedena XRD analýza. Zkouška tahem a TGA měření byly realizovány k určení vlivu HA na mechanické vlastnosti, respektive změnu tepelné odolnosti kompozitů ve srovnání s čistým PVA. Byla provedena zkouška bioaktivity v simulovaném krevním roztoku (SBF) po dobu 2h, 7 a 28 dnů. SEM byla použita k charakterizaci povrchové mikrostruktury biocompositních membrán před a po ponoření do SBF. Na povrchu testovaných membrán vznikla vrstva apatitu, která je charakteristická pro bioaktivní materiály. Bylo zjištěno, že s rostoucím množstvím HA částic docházelo ke vzniku aglomerátů v kompozitu, které vznikly mimo jiné jako důsledek růstu krystalů HA během sušení membrán. Bioaktivita rostla s delším působením SBF na vzorky.
|
|
| |
guest ::
