|
|
Titanium, Alloys and Intermetallics for Biological and Industrial Applications
Vespalec, Vítězslav ; Jech, David (referee) ; Čelko, Ladislav (advisor)
The creation of this Bachelor´s thesis was performed as a search retrieval, which includes basic information about titanium and its alloys. In the first chapter is stated history of titanium manufacturing. Following chapter include the most important property of pure titanium, such as alotropic modifications of the crystal grid, chemical, physical and technological characteristics, there is also space, that is assigned for using contemporary division of titanium alloys, detrimental effect of impurity, shape memory effect and intermetallics instance. Third part concern about selected application in industry. The conclusion pursue about biocompatibility factor and possibility use titanium and its alloys in implantology and dental applications.
|
|
|
Poly(3-hydroxybutyrate) based materials for 3D printing in medical applications
Krobot, Štěpán ; Vojtová, Lucy (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou a testováním 3D tištěných skafoldů pro kostní tkáňové inženýrství. Cílem práce je laboratorní příprava polymerních směsí na bázi poly(3-hydroxybutyrátu), polymléčné kyseliny a polykaprolaktonu a jejich zpracování do podoby 3D tiskových strun. Byly připraveny tři polymerní směsi, které byly zpracovány do podoby 3D tiskových strun. Pro vyhodnocení termických vlastností byla provedena diferenciální skenovací kalorimetrie, následně teplotní věžový test a test „warpingu“ pro stanovení zpracovatelských podmínek při 3D tisku. Nejnižší naměřený „warping“ koeficient byl 1,26 u směsi poly(3-hydroxybutyrátu) s polykaprolaktonem a změkčovadlem. Ke studiu mechanických vlastností materiálů byla použita tahová zkouška, tříbodová ohybová zkouška a tlaková zkouška. Skafoldy s různými povrchy pro kostní tkáňové inženýrství byly 3D tisknuty z připravených strun s cílem určit nejoptimálnější povrch pro proliferaci buněk. Pro stanovení povrchových vlastností a jejich vlivu na adhezi buněk bylo provedeno měření optického kontaktního úhlu s využitím metody OWRK pro výpočet povrchové energie. 3D vytištěné povrchy byly také podrobeny analýze drsnosti pomocí konfokálního mikroskopu, aby byla určena jejich drsnost a její vliv na kontaktní úhel s vodou a růst buněk. Nakonec v poslední části byly ve spolupráci s Ústavem experimentální medicíny AV ČR provedeny in vitro testy na skafoldech s cílem zjistit, zda jsou připravené materiály necytotoxické, a jak povrch skafoldu ovlivňuje růst a proliferaci buněk. Bylo zjištěno, že dva ze tří materiálů nejsou cytotoxické (obě směsi poly(3-hydroxybutyrátu) s polykaprolaktonem) a že jejich mechanické vlastnosti jsou srovnatelné s lidskou trabekulární kostí. Nejoptimálnějším povrchem pro růst buněk je pravděpodobně mřížka o průměru 50 m s drsností podél perimetru 1,9 m, což odpovídá kontaktnímu úhlu s vodou 74,1°.
|
|
|
On the production of dental parts
Lekeš, Jonáš ; Polzer, Aleš (referee) ; Píška, Miroslav (advisor)
Tato práce popisuje části dentálních náhrad, lékařské pojmy, které se s nimi vážou a vysvětluje proces a problematiku koncepce a výroby těchto částí. Různé druhy biomateriálů jako kovy, keramika, polymery či kompozity jsou zde popsány, hlavní důraz je však kladen na titanové a chrom kobaltové slitiny a korozivzdorné oceli. Experimentální část nabízí 2 řešení zlepšení výroby součásti. První část experimentální části se zabývá zlepšením kvality styčné plochy pilíře zvýšením hustoty síťování součásti. Druhá část nabízí nahrazení operace frézování operací vrtání. Byly vybrány nástoje od 4 výrobců. Pro nalezení vhodného nástroje jsou provedeny 2 testy vrtání a vybrán nástroj vhodný pro obrábění titanové a chrom kobaltové slitiny.
|
|
|
Bone implants based on Fe
Bachmayer, Marek ; Vondrák, Jiří (referee) ; Sedlaříková, Marie (advisor)
This thesis deals with usage of metal materials in bone implats creation process. This work also includes information about structure and attributes of bones, body fluids and content of iron in human organism. Following part of the paper deals with osteosynthesis, therefore commonly used methods of treating bone defects. Next part of this bachelor’s thesis is discussing the issue of biomaterials, biocompatibility and biodegradability of metal materials. Sample preparion procedure and description of samples, electrochemical corrosion and microscopic observation is included altogether with a pictorial documentation at the last chapters of this paper.
|
|
|
Biocompatible metallic materials
Mišáková, Liliana ; Věchet, Stanislav (referee) ; Němec, Karel (advisor)
This bachelor´s thesis, which was processed in the form of literary research, deals with the issue of biocompatible metallic materials. The aim of this work is to provide an overview of the materials used in general medicine and dentistry and to present the latest knowledge of their development. The first part is devoted to the characterization of biomaterials and their division. In the next section, metals and their alloys are listed together with their desired properties and typical applications. The following section focuses on the method of surface treatment of titanium, which enables it to achieve better bioactivity. The final part of this thesis offers the latest findings on the properties and the way of using low-melting-point alloys.
|
|
|
Novel organic materials for bioelectronic applications
Tumová, Šárka ; Vojtová, Lucy (referee) ; Humpolíček,, Petr (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Tato práce je zaměřena na materiálový výzkum v oblasti organické bioelektroniky. Jejím cílem je charakterizovat a optimalizovat nové materiály pro budoucí generaci bioelektronických tranzistorových zařízení. Tato zařízení jsou v práci nejdříve představena. Následně jsou uvedeny nejvyužívanější materiály používané jako jejich aktivní vrstva a výzvy, které s sebou přinášejí a které tato práce řeší. Pozornost je věnována zejména polymeru PEDOT:PSS, který patří mezi nejstudovanější a nejpoužívanější materiály pro bioelektroniku. Přes všechny výhodné vlastnosti ale tento materiál vykazuje nedostatečnou slučitelnost s živým organismem. Tato práce diskutuje možnosti, jak tento problém překonat a shrnuje přístupy, které již byly k tomuto účelu využity. V experimentální části jsou pak navrženy a realizovány konkrétní úpravy materiálu PEDOT:PSS, jejichž cílem je poskytnout nový materiál vhodný pro využití v bioelektronice, představující zdokonalenou náhradu polymeru PEDOT:PSS, zejména s ohledem na slučitelnost s živým organismem. Nejdříve je ukázána úprava povrchu materiálu PEDOT:PSS peptidem RGD s cílem optimalizovat interakce materiálu s buňkami. Peptid je na povrch polymeru vázán za využití fotochemického přístupu pomocí molekuly sulfo-SANPAH. Úspěšnost této povrchové úpravy byla studována několika metodami a její vliv na slučitelnost materiálu s živými organismy byl zjišťován MTT testem. Dále se experimentální část zabývá charakterizací a optimalizací vlastností materiálu PEDOT:DBSA. Pro zvýšení dlouhodobé stability tohoto materiálu bylo studováno jeho síťování za využití síťovadel GOPS a DVS. Proces zahrnující molekulu GOPS byl následně detailněji studován, bylo zjišťováno optimální množství tohoto dopantu pro získání stabilní tenké vrstvy, jeho dopad na elektrické vlastnosti polymeru PEDOT:DBSA, vliv teploty na aktivitu dopantu a mechanismus síťování. Elektrické vlastnosti tenkých vrstev studovaných materiálů byly následně upraveny ošetřením kyselinou sírovou. Dlouhodobá stabilita takto připravených vrstev ve vodném prostředí byla zkoumána delaminančním testem, jejich slučitelnost s živým organismem MTT testem a elektrické vlastnosti čtyřbodovou sondou. Studované materiály byly následně aplikovány jako aktivní materiál modelových tranzistorů a jejich chování bylo pozorováno s cílem zjistit potenciál připravených PEDOT:DBSA vrstev pro bioelektroniku. Poslední kapitola experimentální práce je věnována přípravě vodivého PEDOT:PSS hydrogelu za využití molekuly DBSA. Cílem této studie bylo připravit stabilní hydrogelové struktury umožňující snadnou manipulaci, a navrhnout platformu pro jejich spolehlivou elektrickou charakterizaci. Za využití reologických měření byla zjišťována optimální koncentrace DBSA dopantu vedoucí k požadované struktuře a závislost mechanických vlastností hydrogelu na jeho složení. Poté probíhala optimalizace platformy pro elektrická měření. Byla studována vhodnost interdigitovaného elektrodového systému a optimální materiál elektrod. Platforma byla upravena tak, aby se zamezilo vysychání hydrogelu v průběhu jeho charakterizace a bylo dosaženo rovnováhy systému. Vhodnost navržené platformy byla testována dlouhodobým měřením volt-ampérových charakteristik studovaného hydrogelu.
|
|
|
Material development of dental implants
Legerský, Radek ; Borák, Libor (referee) ; Florian, Zdeněk (advisor)
The study deals with the development of materials currently used in the manufacture of dental implants. Special attention is paid to chemical composition, mechanical properties and biocompatibility of these materials. The aim and result of the thesis is creation of comprehensive overview of the different material groups, which are characterized by their quality and appropriateness of use. Benefit is an assessment of titanium alloys, which exhibit excellent properties both in terms of mechanical, chemical and biocompatible.
|
|
|
Polymeric biocompatible materials
Matlák, Jiří ; Stránský, Lubomír (referee) ; Molliková, Eva (advisor)
The aim of the bachelor’s thesis is polymeric biocompatible materials. In the first part the problematic of the biocompatible materials is discussed and the basic terms are explained. In the next part are described polymeric materials and their chemical composition, mechanical and chemical properties and examples of applications.
|
|
|
Biocompatible titanium alloys and theirs application
Hofírek, Michal ; Kohout, Jan (referee) ; Věchet, Stanislav (advisor)
This thesis presents use of titanium alloys in medical applications in form of literature research. In first part the basic properties of titanium as element are discussed as well as its behavior in alloys. Next part focuses on proper explanation of term biocompatibility and sums up specific requirements for alloys used in orthopaedic applications. These properties are shown on alloy Ti-6Al-4V ELI and other selected titanium based alloys which are currently being developed.
|
|
|
Development of Endoprosthesis.
Řehák, Kamil ; Houfek, Martin (referee) ; Florian, Zdeněk (advisor)
This bachelor’s thesis deals with the problems of the development of total endoprosthesis. The work contains the history of endoprosthesis and the present day description of made and used types of endoprosthesis. In the conclusion there is foreshadowed the development of joints’ surgical implants.
|
guest ::
