|
|
Moderní výrobní technologie dílu kolenního implantátu z UHMWPE
Urbancová, Kateřina ; Sliwková, Petra (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou individuálních kloubních náhrad. Práce obsahuje souhrn soudobých moderních materiálů pro výrobu umělých kloubních náhrad, zaměřuje se však především na plastovou femoro-tibiální část implantátu vyráběnou běžně z ultra vysokomolekulárního polyetylénu. Tento materiál je aktuálně volbou číslo jedna pro výrobu artikulačních povrchů kloubních náhrad. Pozornost je v práci věnována úpravě polyetylénovému povrchu, jelikož kvalita povrchu ovlivňuje opotřebení plastu, což je kritické pro životnost implantátu. Práce se věnuje i analýze koeficientu tření UHMWPE v kontaktu s titanovou femorální komponentou. Součástí práce je také analýza opotřebení vyřazených tibiálních vložek a mechanismů degradace UHMWPE.
|
|
|
Experimentální stanovení vlivu orientace polyetylénového acetabula na vývoj plastických deformací v počáteční fázi opotřebení
Zeman, Jakub ; Daniel, Matej (oponent) ; Ranuša, Matúš (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na počáteční fázi opotřebení celkové náhrady kyčelního kloubu s polyethylenovým acetabulem. V této fázi dochází k přizpůsobování artikulačních povrchů náhrady a k nezanedbatelným plastickým deformacím acetabula, které jsou způsobené tečením (creepem). Experimentálně je zkoumán rozsah deformací acetabula v závislosti na jeho orientaci v lidském těle, která je učena při implantaci náhrady. Zároveň je monitorován stav artikulačních povrchů náhrady a vývoj koeficientu tření. V rámci práce je realizován nový modul kloubního simulátoru, který umožňuje fyziologickou orientaci acetabula vůči simulovanému zatížení a kinematice kloubního páru při jeho zaplavení kloubní kapalinou a výhřevu na teplotu lidského těla. Deformace a stav artikulačních povrchů jsou sledovány optickými metodami a elektronovou mikroskopií. Získaná data o dějích v počáteční fázi opotřebení jsou konfrontována s existujícími MKP analýzami této fáze pro ověření správnosti zjednodušení těchto analýz. Popis deformací acetabula také může pomoci zpřesnit diagnostiku opotřebení náhrady v klinické praxi.
|
|
|
VOLUMETRIC WEAR ANALYSIS OF HIP JOINT IMPLANTS BY OPTICAL METHODS
Ranuša, Matúš ; Bryant, Dr Michael (oponent) ; Dr Prashant K. Sharma (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with wear analysis of total hip replacements (THR) using optical methods. We introduced a new approach to volumetric wear assessments of polyethylene liners using a 3D optical scanner. The new approach brought benefits of time-efficient measurements, large number of points collected for post-processing, the possibility to create pre-worn models of retrieved samples as well as the possibility to exclude damages caused by surgeon during revision surgeries. The method was validated by gravimetric method according to the ISO 14242 Standard. The new approach was then used in three studies focusing on wear rate and mechanical changes of polyethylene liners. In the studies, the analysis of polyethylene liners geometry was followed by a detailed surface analysis of contact areas down to the microstructural level. Clinical history data for 23 retrieved liners combined with wear analysis showed several issues affecting failure of the polyethylene implants. We worked with Bicon-plus type implants, that are widely used in clinical practice in the Czech Republic. Structural surface analysis of the retrieved samples showed several different wear mechanisms such as adhesion/abrasion, pitting, delamination and plastic deformation. Analysis of material behaviour showed mechanical changes and chemical degradation in retrieved prostheses which mostly correlated with the wear depth. Investigated samples showed plastic deformations, an increased oxidation index and lower hardness to elasticity ratio compared to the new samples. Creep phenomenon or plastic deformation, which was investigated in the final part of thesis, occurred in all the retrieved samples. Further in vitro testing showed presence of creep in the run-in phase of implants. This thesis aimed to introduce a new approach to wear analysis using the optical scanning method and to apply the new approach for investigations of surface geometry of retrieved polyethylene liners. The method proved to be a suitable method for investigations of retrieved polyethylene liners helping to better understand the processes leading to implant failures.
|
|
|
Výroba kompozitu pro balistické účely
Majchrák, Aleš ; Gregor, Lukáš (oponent) ; Zouhar, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o vysokopevnostních vláknových kompozitních materiálech se zaměřením na využití v balistické ochraně. Jejím cílem byla výroba kompozitních panelů a ověření jejich vlastností. Teoretická část se zabývá tématem vláknových kompozitů a balistické ochrany. Praktická část sestává z výběru vhodných technologií výroby panelů z daných materiálů, samotného procesu výroby, přípravy vzorků a jejich testování. Použitými materiály při výrobě byly aramid Twaron a z řady UHMWPE Endumax. Panely měly tři různé matrice – epoxidovou pryskyřici, matrici s termosetem a termoplastem. Výrobní metody sestávaly z vakuové infuze, lisování a autoklávu. Byly provedeny zkoušky tahem, ohybem a zkoušky balistické na zařízení Taylorova testu a v balistické laboratoři. Výsledky potvrdily vysoké meze pevnosti a schopnost materiálu absorbovat kinetickou energii. Při balistických zkouškách byla sledována míra odolnosti materiálu vůči balistickému impaktu s ohledem na standard NIJ 0101.06 a byly určeny mezní vrstvy v rámci námi testovaných vzorků.
|
|
|
Moderní výrobní technologie dílu kolenního implantátu z UHMWPE
Urbancová, Kateřina ; Sliwková, Petra (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou individuálních kloubních náhrad. Práce obsahuje souhrn soudobých moderních materiálů pro výrobu umělých kloubních náhrad, zaměřuje se však především na plastovou femoro-tibiální část implantátu vyráběnou běžně z ultra vysokomolekulárního polyetylénu. Tento materiál je aktuálně volbou číslo jedna pro výrobu artikulačních povrchů kloubních náhrad. Pozornost je v práci věnována úpravě polyetylénovému povrchu, jelikož kvalita povrchu ovlivňuje opotřebení plastu, což je kritické pro životnost implantátu. Práce se věnuje i analýze koeficientu tření UHMWPE v kontaktu s titanovou femorální komponentou. Součástí práce je také analýza opotřebení vyřazených tibiálních vložek a mechanismů degradace UHMWPE.
|
|
|
Vliv kvality artikulačních UHMWPE vložek na životnost kloubních náhrad
Fulín, Petr ; Pokorný, David (vedoucí práce) ; Koudela, Karel (oponent) ; Gallo, Jiří (oponent)
Tato práce se v první části zaměřuje na seznámení s problematikou vysokomolekulárního polyetylénu (UHMWPE) v ortopedii. Pojednává o historii, vlastnostech i procesech, které vedou k selhání UHMWPE komponenty kloubní náhrady. Experimentální část ověřuje platnost vyslovených hypotéz. Seznamuje čtenáře s experimentálním ověřením vlivu jednotlivých druhů sterilizace na oxidační stabilitu laboratorně připravených vzorků UHMWPE i explantovaných komponent kloubních náhrad pomocí metod mikroskopie pomocí infračerveného záření, elektronové spinové rezonance, mechanických zkoušek a zkoušek mikrotvrdosti. Další experimentální měření na rozsáhlém souboru explantovaných komponent náhrad kyčelního a kolenního kloubu ověřuje platnost hypotézy, že velikost oxidačního poškození má vliv na životnost kloubních náhrad. Třetí část experimentální studie mapuje míru oxidačního poškození jednotlivých lokalit kloubní náhrady kyčelního a kolenního kloubu. V závěrečné fázi experimentálně prokazujeme fakt, že míra oxidačního poškození má vliv na nadmolekulární strukturu UHMWPE. Z výše zmíněných experimentů jsou v závěru jasně definované doporučení pro klinickou praxi, které by měly vést k prodloužení životnosti kloubních náhrad v ortopedii. Klíčová slova UHMWPE; oxidace; životnost; infračervená spektroskopie; kloubní náhrada
|
|
|
VOLUMETRIC WEAR ANALYSIS OF HIP JOINT IMPLANTS BY OPTICAL METHODS
Ranuša, Matúš ; Bryant, Dr Michael (oponent) ; Dr Prashant K. Sharma (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with wear analysis of total hip replacements (THR) using optical methods. We introduced a new approach to volumetric wear assessments of polyethylene liners using a 3D optical scanner. The new approach brought benefits of time-efficient measurements, large number of points collected for post-processing, the possibility to create pre-worn models of retrieved samples as well as the possibility to exclude damages caused by surgeon during revision surgeries. The method was validated by gravimetric method according to the ISO 14242 Standard. The new approach was then used in three studies focusing on wear rate and mechanical changes of polyethylene liners. In the studies, the analysis of polyethylene liners geometry was followed by a detailed surface analysis of contact areas down to the microstructural level. Clinical history data for 23 retrieved liners combined with wear analysis showed several issues affecting failure of the polyethylene implants. We worked with Bicon-plus type implants, that are widely used in clinical practice in the Czech Republic. Structural surface analysis of the retrieved samples showed several different wear mechanisms such as adhesion/abrasion, pitting, delamination and plastic deformation. Analysis of material behaviour showed mechanical changes and chemical degradation in retrieved prostheses which mostly correlated with the wear depth. Investigated samples showed plastic deformations, an increased oxidation index and lower hardness to elasticity ratio compared to the new samples. Creep phenomenon or plastic deformation, which was investigated in the final part of thesis, occurred in all the retrieved samples. Further in vitro testing showed presence of creep in the run-in phase of implants. This thesis aimed to introduce a new approach to wear analysis using the optical scanning method and to apply the new approach for investigations of surface geometry of retrieved polyethylene liners. The method proved to be a suitable method for investigations of retrieved polyethylene liners helping to better understand the processes leading to implant failures.
|
|
|
Experimentální stanovení vlivu orientace polyetylénového acetabula na vývoj plastických deformací v počáteční fázi opotřebení
Zeman, Jakub ; Daniel, Matej (oponent) ; Ranuša, Matúš (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na počáteční fázi opotřebení celkové náhrady kyčelního kloubu s polyethylenovým acetabulem. V této fázi dochází k přizpůsobování artikulačních povrchů náhrady a k nezanedbatelným plastickým deformacím acetabula, které jsou způsobené tečením (creepem). Experimentálně je zkoumán rozsah deformací acetabula v závislosti na jeho orientaci v lidském těle, která je učena při implantaci náhrady. Zároveň je monitorován stav artikulačních povrchů náhrady a vývoj koeficientu tření. V rámci práce je realizován nový modul kloubního simulátoru, který umožňuje fyziologickou orientaci acetabula vůči simulovanému zatížení a kinematice kloubního páru při jeho zaplavení kloubní kapalinou a výhřevu na teplotu lidského těla. Deformace a stav artikulačních povrchů jsou sledovány optickými metodami a elektronovou mikroskopií. Získaná data o dějích v počáteční fázi opotřebení jsou konfrontována s existujícími MKP analýzami této fáze pro ověření správnosti zjednodušení těchto analýz. Popis deformací acetabula také může pomoci zpřesnit diagnostiku opotřebení náhrady v klinické praxi.
|
|
|
Vliv kvality artikulačních UHMWPE vložek na životnost kloubních náhrad
Fulín, Petr ; Pokorný, David (vedoucí práce) ; Koudela, Karel (oponent) ; Gallo, Jiří (oponent)
Tato práce se v první části zaměřuje na seznámení s problematikou vysokomolekulárního polyetylénu (UHMWPE) v ortopedii. Pojednává o historii, vlastnostech i procesech, které vedou k selhání UHMWPE komponenty kloubní náhrady. Experimentální část ověřuje platnost vyslovených hypotéz. Seznamuje čtenáře s experimentálním ověřením vlivu jednotlivých druhů sterilizace na oxidační stabilitu laboratorně připravených vzorků UHMWPE i explantovaných komponent kloubních náhrad pomocí metod mikroskopie pomocí infračerveného záření, elektronové spinové rezonance, mechanických zkoušek a zkoušek mikrotvrdosti. Další experimentální měření na rozsáhlém souboru explantovaných komponent náhrad kyčelního a kolenního kloubu ověřuje platnost hypotézy, že velikost oxidačního poškození má vliv na životnost kloubních náhrad. Třetí část experimentální studie mapuje míru oxidačního poškození jednotlivých lokalit kloubní náhrady kyčelního a kolenního kloubu. V závěrečné fázi experimentálně prokazujeme fakt, že míra oxidačního poškození má vliv na nadmolekulární strukturu UHMWPE. Z výše zmíněných experimentů jsou v závěru jasně definované doporučení pro klinickou praxi, které by měly vést k prodloužení životnosti kloubních náhrad v ortopedii. Klíčová slova UHMWPE; oxidace; životnost; infračervená spektroskopie; kloubní náhrada
|
|
| |
host ::
RSS.