|
|
Biokeramické pěny na bázi křemíkem substituovaných fosforečnanů vápenatých
Karkuszová, Karina ; Šťastná, Eva (oponent) ; Novotná, Lenka (vedoucí práce)
Teoretická časť bakalárskej práce zhrňuje súčasný stav poznania z oblasti biokeramických materiálov na bázy vápniku, fosforu a kremíku. Konkrétnejšie sa zameriava na kalcium fosfáty, požiadavky na nich kladené, pórovitosť 3D pien a biologické vlastnosti, ako je biodegradácia a bioaktivita. 3D biokeramické kalcium fosfátové peny dopované kremíkom sa javia ako vhodný materiál na použitie v biomedicínskych aplikáciách. Práve kremík zohráva úlohu pri vývoji zdravej kosti a vytváraniu nového tkaniva. Kremíkové substitúcie sú v oblasti skúmania dôležité, pretože zlepšujú biologickú odpoveď kalcium fosfátov. V experimentálnej časti boli najprv pripravené kalcium fosfátové prášky pomocou tuhofázovej reakcie hydroxyapatitu a oxidu kremičitého. Vybrané obsahy práškov boli 0; 0,1; 1, 2,5, 5, 10 a 20 hm.% SiO2. Vzorky boli spekané na teploty 1100 °C, 1200 °C a 1300 °C. Druhá časť pozostávala z prípravy 3D pien priamym penením pomocou polyuretánu a následnou charakteristikou fázového zloženia, rozpustnosti a bioaktivity. Biokeramické peny mali vysoko pórovitú štruktúru. Počas 42 dní bolo sledované správanie vzoriek v Tris-HCl a simulované tělní tekutině (SBF). Výsledky experimentu ukázali, že vzorky sú bioaktívne a substitúcia kremíkom zvyšuje rozpustnosť kalcium fosfátov. Preto majú tieto materiály potenciálne využitie pre biomedicínske aplikácie
|
|
|
Příprava sklokeramických materiálů pro dentální aplikace
Hasalíková, Tereza ; Dlabajová, Lucie (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem sklokeramických materiálů a jejich použitím ve stomatologii. V dnešní době je kladen důraz především na zdravotní nezávadnost materiálu, schopnost přizpůsobit se hostitelské tkáni, na mechanické vlastnosti, cenovou dostupnost, snadnou a rychlou výrobu, estetiku a rychlou rekonvalescenci pacienta. Teoretická část práce se věnuje různým materiálům z různých vstupních surovin používaných pro zubní náhrady. Zvláštní pozornost je věnována sklokeramickým a keramickým biomateriálům, jejich přípravě, tepelnému zpracování a testování zdravotní nezávadnosti. Experimentální část se věnuje přípravě práškových materiálů metodou sol-gel. Z většího počtu vzorku byly vybrány ty, u nichž proběhla gelace a vykazovaly dobré výsledky z XRD a žárové mikroskopie. Vybrané vzorky byly následně podrobeny tepelnému zpracování za vzniku sklokeramického materiálu. Produkty byly charakterizovány z hlediska fázového složení pomocí XRD, z hlediska chování za vyšších teplot pomocí analýzy TG-DTA, žárové mikroskopie a z hlediska morfologie připravených částic pomocí SEM analýzy.
|
|
|
Antibacterial properties of bioceramic materials
Achberger, Šimon ; Částková, Klára (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Implant surgery carries a risk of infection caused by bacterial contamination of the implant surface. An effective way to inhibit proliferation of bacteria is via antibacterial surfaces, however, their usage is medically and technologically difficult. Previous research shows that cicada wing topography exhibits unique bactericidal properties. In this thesis, various topographies were fabricated using heat treatment under hydrothermal conditions. The goal was to produce a surface covered by high aspect ratio structures with 60–215 nm width and 200–300 nm length. A relative density of 85%, 12 hrs long heat treatment and solution pH 4 and 5,6 had a positive effect on formation of thin surface structures. Quantity of morphological changes was proportional to -tricalcium phosphate content.
|
|
|
Neural bioceramic scaffold prepared by freeze-casting
Vojníková, Michaela ; Pejchalová, Lucie (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Several procedures have been investigated for the regeneration of injured nerves. However, the resulting axonal growth can be random or disorganized and has limitations reflected on patient recovery. Therefore, the novel freeze-casted scaffolds were manufactured with mechanical and microstructural properties suitable for the neural scaffold. Concretely, the bioceramic scaffolds were based on calcium phosphates, titania, and zirconia. The oriented microstructure was prepared by controlled ice growth in one direction. The observation with scanning electron microscopy confirmed linearly oriented pores (lamellar system) in which average pore size decreased with a higher freezing rate. According to the results, the scaffolds prepared by freezing in liquid nitrogen showed excellent mechanical properties, where flexural strength was in the range of 10–17 MPa. Interlamellar distances of these scaffolds were 10–30 µm, which are appropriate for neural scaffolds. Biocompatibility was evaluated with Schwann cells’ line in vitro, where the adhesion and growth in the lamellar direction were observed. Cytotoxic tests revealed a negative impact of a high calcium level on Schwann cell’ survival. The prepared scaffolds could form an apatite layer on its surface in the form of embryonic and nucleation centers and apatite itself. Calcium phosphate and titania scaffolds exhibited promising regenerative characteristics of adhesion and ingrowth through porous structures with outstanding mechanical properties.
|
|
|
Porous-alumina-assisted formation of metal and metal-oxide nanostructures for use in advanced micro-devices
Kamnev, Kirill ; Mardare, Andrei Ionut (oponent) ; Blanchar, Xavier Correig (oponent) ; Mozalev, Alexander (vedoucí práce)
The anodization of metals through porous anodic alumina (PAA) matrix (PAA-assisted anodization) is used alternatively to nanoporous anodization or conventional nanofabrication methods for producing novel nanostructured metal oxides with improved characteristics. Enhancing properties of ZrO2 and HfO2 by nanostructuring possesses significant interest due to the active commercialization of these metal oxides. Nanostructuring ZrO2 and HfO2 by anodization is challenging because of early anodic-oxide crystallization and nearly zero cation transport number. These issues are addressed by a systematical investigation of anodizing behavior of Al superimposed on Zr or Hf layers. Reproducible PAA-assisted growth of ZrO2 nanostructures partially filling the pores of the PAA matrix is achieved for the first time. The PAA-embedded ZrO2 nanostructures demonstrate enhanced dielectric performance in a wide frequency range with low leakage current and high breakdown voltage, making them attractive for application in wet and hybrid electrolytic capacitors. The planarized films compatible with standard nanofabrication methods and comprising ZrO2 nanostructures fully filling the pores in the PAA matrix are synthesized by combining the PAA-assisted anodization of Zr with partial PAA dissolution. Such films are utilized in experimental MIM microcapacitors exhibiting low leakage current, high breakdown voltage, high energy density, low temperature coefficient of capacitance, and excellent capacitance-voltage linearity, which makes them perfect candidates for on-chip passive device integration. The PAA-assisted ZrO2 nanofilms are approbated for the first time to produce osteogenic bioceramic coatings. Such nanostructured ZrO2 bioceramic coatings can module cell-surface interactions and increase osteoblast mineralization 5-fold compared to flat ZrO2 anodic coating. The PAA-assisted nanostructured HfO2 films exhibit repeatable low-power eigh-wise bipolar resistive-switching properties, making them highly prominent as solid electrolytes in memristor applications. The PAA-assisted anodization of Hf combined with appropriate surface chemical modification is utilized for the first time for creating self-organized superhydrophobic, oil-repelling, visible light transparent, and antireflective nanostructured HfO2 coatings highly suitable for passivation of photovoltaic devices.
|
|
|
Antibacterial properties of bioceramic materials
Achberger, Šimon ; Částková, Klára (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Implant surgery carries a risk of infection caused by bacterial contamination of the implant surface. An effective way to inhibit proliferation of bacteria is via antibacterial surfaces, however, their usage is medically and technologically difficult. Previous research shows that cicada wing topography exhibits unique bactericidal properties. In this thesis, various topographies were fabricated using heat treatment under hydrothermal conditions. The goal was to produce a surface covered by high aspect ratio structures with 60–215 nm width and 200–300 nm length. A relative density of 85%, 12 hrs long heat treatment and solution pH 4 and 5,6 had a positive effect on formation of thin surface structures. Quantity of morphological changes was proportional to -tricalcium phosphate content.
|
|
|
Neural bioceramic scaffold prepared by freeze-casting
Vojníková, Michaela ; Pejchalová, Lucie (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Several procedures have been investigated for the regeneration of injured nerves. However, the resulting axonal growth can be random or disorganized and has limitations reflected on patient recovery. Therefore, the novel freeze-casted scaffolds were manufactured with mechanical and microstructural properties suitable for the neural scaffold. Concretely, the bioceramic scaffolds were based on calcium phosphates, titania, and zirconia. The oriented microstructure was prepared by controlled ice growth in one direction. The observation with scanning electron microscopy confirmed linearly oriented pores (lamellar system) in which average pore size decreased with a higher freezing rate. According to the results, the scaffolds prepared by freezing in liquid nitrogen showed excellent mechanical properties, where flexural strength was in the range of 10–17 MPa. Interlamellar distances of these scaffolds were 10–30 µm, which are appropriate for neural scaffolds. Biocompatibility was evaluated with Schwann cells’ line in vitro, where the adhesion and growth in the lamellar direction were observed. Cytotoxic tests revealed a negative impact of a high calcium level on Schwann cell’ survival. The prepared scaffolds could form an apatite layer on its surface in the form of embryonic and nucleation centers and apatite itself. Calcium phosphate and titania scaffolds exhibited promising regenerative characteristics of adhesion and ingrowth through porous structures with outstanding mechanical properties.
|
|
|
Příprava sklokeramických materiálů pro dentální aplikace
Hasalíková, Tereza ; Dlabajová, Lucie (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem sklokeramických materiálů a jejich použitím ve stomatologii. V dnešní době je kladen důraz především na zdravotní nezávadnost materiálu, schopnost přizpůsobit se hostitelské tkáni, na mechanické vlastnosti, cenovou dostupnost, snadnou a rychlou výrobu, estetiku a rychlou rekonvalescenci pacienta. Teoretická část práce se věnuje různým materiálům z různých vstupních surovin používaných pro zubní náhrady. Zvláštní pozornost je věnována sklokeramickým a keramickým biomateriálům, jejich přípravě, tepelnému zpracování a testování zdravotní nezávadnosti. Experimentální část se věnuje přípravě práškových materiálů metodou sol-gel. Z většího počtu vzorku byly vybrány ty, u nichž proběhla gelace a vykazovaly dobré výsledky z XRD a žárové mikroskopie. Vybrané vzorky byly následně podrobeny tepelnému zpracování za vzniku sklokeramického materiálu. Produkty byly charakterizovány z hlediska fázového složení pomocí XRD, z hlediska chování za vyšších teplot pomocí analýzy TG-DTA, žárové mikroskopie a z hlediska morfologie připravených částic pomocí SEM analýzy.
|
|
|
Biokeramické pěny na bázi křemíkem substituovaných fosforečnanů vápenatých
Karkuszová, Karina ; Šťastná, Eva (oponent) ; Novotná, Lenka (vedoucí práce)
Teoretická časť bakalárskej práce zhrňuje súčasný stav poznania z oblasti biokeramických materiálov na bázy vápniku, fosforu a kremíku. Konkrétnejšie sa zameriava na kalcium fosfáty, požiadavky na nich kladené, pórovitosť 3D pien a biologické vlastnosti, ako je biodegradácia a bioaktivita. 3D biokeramické kalcium fosfátové peny dopované kremíkom sa javia ako vhodný materiál na použitie v biomedicínskych aplikáciách. Práve kremík zohráva úlohu pri vývoji zdravej kosti a vytváraniu nového tkaniva. Kremíkové substitúcie sú v oblasti skúmania dôležité, pretože zlepšujú biologickú odpoveď kalcium fosfátov. V experimentálnej časti boli najprv pripravené kalcium fosfátové prášky pomocou tuhofázovej reakcie hydroxyapatitu a oxidu kremičitého. Vybrané obsahy práškov boli 0; 0,1; 1, 2,5, 5, 10 a 20 hm.% SiO2. Vzorky boli spekané na teploty 1100 °C, 1200 °C a 1300 °C. Druhá časť pozostávala z prípravy 3D pien priamym penením pomocou polyuretánu a následnou charakteristikou fázového zloženia, rozpustnosti a bioaktivity. Biokeramické peny mali vysoko pórovitú štruktúru. Počas 42 dní bolo sledované správanie vzoriek v Tris-HCl a simulované tělní tekutině (SBF). Výsledky experimentu ukázali, že vzorky sú bioaktívne a substitúcia kremíkom zvyšuje rozpustnosť kalcium fosfátov. Preto majú tieto materiály potenciálne využitie pre biomedicínske aplikácie
|
host ::
RSS.