|
|
Vliv složení synoviální kapaliny a topografie třecích povrchů na mazání kloubních náhrad
Hekrle, Pavel ; Vampola, Tomáš (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Hlavním účelem této diplomové práce je zjistit vliv složení synoviální tekutiny a dále vliv povrchových mikrotextur na mazání kyčelních náhrad. Pro všechny experimenty byl použit kyčelní simulátor fungující na principu kyvadla. Jako kontaktní páry byly použity kovové hlavice (CoCrMo) od firmy B Braun a acetabula z optického skla, která umožňují náhled do kontaktu. Rozměry jamek byly vytvořeny na základě rozměrů skutečných implantátů. Experimenty s povrchovými mikrotexturami simulovaly chůzi po dobu 210 s a byl pozorován vývoj mazacího filmu v závislosti na čase. Výsledky ukázaly, že všechny typy testovaných struktur zlepšily mazání v kontaktní oblasti, přičemž nejlépe dopadly čtvercové a trojúhelníkové struktury. Druhá část experimentů byla provedena na základě faktu, že složení synoviální tekutiny u zdravých lidí a u pacientů s různými stádii osteoartrózy, se liší. V rámci práce byly proto porovnány experimenty s různými modelovými tekutinami, které svým složením odpovídají různým skupinám pacientů. U modelové tekutiny, která odpovídá pacientům s osteoartrózou, byly následně provedeny experimenty s jednotlivými složkami a jejich kombinacemi, aby mohlo být detailněji popsáno, jak tyto složky ovlivňují mechanismus utváření mazacího filmu. Výsledky dokazují, že změna složení synoviální tekutiny u pacientů s osteoartrózou může mít zásadní vliv na tvorbu mazacího filmu uvnitř páru.
|
|
|
Analýza umělého kyčelního kloubu z hlediska biotribologických vlastností
Laštůvka, Jan ; Burša, Jiří (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Vývoj umělých kyčelních kloubů dospěl ke kvalitním náhradám, pro jejichž dlouhodobou funkčnost jsou zásadními kritérii vlastnosti materiálu, konstrukce, fixace náhrady a míra opotřebení stýkajících se povrchů. Opotřebení komponent je dnes jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících úspěšné dlouhodobé výsledky použití umělých kyčelních kloubů. Cílem práce je provést rešeršní studii kombinací kyčelních náhrad a spekter zatížení působících na náhradu. Dále je provedeno experimentální měření tloušťky mazacího filmu bovinního séra mezi hlavičkou kyčelní náhrady a skleněným diskem v měřicím zařízení pro různé kinematické poměry v kontaktu.
|
|
|
Konstrukční návrh prvků tribometru s recipročním pohybem
Dražka, Ondřej ; Vrbka, Martin (oponent) ; Čípek, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá návrhem prvků pro tribometr s recipročním pohybem. Na základě stávajících výzkumů je sestaveno několik koncepčních řešení, z nichž je vybráno to nejvhodnější pro danou aplikaci. Tribometr bude sloužit pro experimentální měření na reálné chrupavce, která by měla vést k lepšímu pochopení třecích a mazacích procesů v synoviálním kloubu. Výsledkem této práce jsou jednotlivé navržené prvky spolu s výrobními výkresy.
|
|
|
Konstrukční návrh vany experimentálního zařízení pro testování lidských kloubů
Svoboda, Tomáš ; Vrbka, Martin (oponent) ; Čípek, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá konstrukčním návrhem vany experimentálního zařízení pro testování lidských kloubů. Tribometr slouží k experimentálnímu měření tření a vizualizaci filmu reálné chrupavky v zaplavené synoviální kapalině. Výsledkem této práce je navržení odvzdušnění, vyhřívání a utěsnění vany v níž se synoviální kapalina nachází. Díky odstranění vzduchových bublin a ohřevu kapaliny na teplotu lidského těla, se dosáhne přesnějších hodnot koeficientu smykového tření a zlepšení vizualizace kontaktu. To by mělo vést k lepšímu pochopení třecích a mazacích procesů v synoviálním kloubu. Výstupem této práce je zvolená optimální konstrukční varianta a výrobní výkresová dokumentace.
|
|
|
Vliv abrazivity zubní pasty na tření a opotřebení zubních výplní
Formánková, Pavla ; Čípek, Pavel (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývala výzkumem spojujícím problémy dentální hygieny s tribologií. Cílem práce bylo analyzovat vliv abrazivních částic zubních past na tření a opotřebení zubních výplní. Součinitel tření byl vyhodnocován při simulaci čištění zubů na tribometru UMT TriboLab, které trvalo 260 minut. Tribologickou soustavu tvořil zubní kartáček, vzorek kompozitního materiálu a roztok umělých slin s vybranou zubní pastou. Každou pastu definovala hodnota RDA v rozmezí 0-250, vyjadřující míru abrazivity, tedy schopnost pasty opotřebit materiál. Opotřebení bylo analyzováno na optickém profilometru Contour GT-X Bruker. Z naměřených hodnot bylo zjištěno, že vliv abrazivních částic je významný z hlediska opotřebení zubních výplní. U součinitele tření i u úbytku materiálu při měření pouze v přítomnosti umělých slin byly výsledné hodnoty obecně nižší. Úbytek materiálu při měření se zubními pastami však nestoupal lineárně s hodnotou RDA dle předpokladu. Studie literárních pramenů i měření prokázaly, že to mohou způsobovat další faktory ovlivňující opotřebení. V budoucnu by výzkum těchto faktorů mohl vést k volbě šetrnějších zubních past ve stomatologii a zabránění zvyšování opotřebení zubních výplní.
|
|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Friction and Lubrication of Articular Cartilage
Čípek, Pavel ; Dr. Prashant K. Sharma (oponent) ; Muňoz, Anna Neus Igual (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
The present PhD thesis deals with the lubricating mechanism within a model of synovial joint. The aim of this thesis is to describe the effect of individual components of synovial fluid on lubricating film formation in the model of synovial joint; for this purpose, the experimental analysis of friction coefficient and observation of adsorbed lubricating film using the fluorescence microscopy were performed. The special self-designed reciprocating tribometer allowing for simultaneous friction measurement and contact observation was designed. The tribometer was calibrated and verified using a commercial tribometer. Furthermore, the methodology of experiments was developed including a design of evaluation procedure. In order to process the visualization record, the software based on the image segmentation was developed. The last part of the thesis introduces a novel methodological approach together with a new self designed tribometer enabling to assess the role of components contained in the model synovial fluid in relation to the formation of lubricating film based on in situ observation of the contact area and simultaneous frictional measurement. The thesis presents original results extending the knowledge in the natural synovial joint biotribology towards the further development of effective treatment for patients with diseased joints.
|
|
|
Tření a mazání kloubní chrupavky
Hilšer, Pavel ; Daniel, Matej (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Práce se zabývá způsobem, jak přítomnost kyseliny hyaluronové a fosfolipidů ovlivňuje tření a mazání synoviální chrupavky s důrazem na optimalizaci viskosuplementů. Toho je docíleno pomocí analýzy součinitele tření pro různá maziva na pin-on-plate tribometru. Chrupavka je mazána modelovou synoviální kapalinou, konvekčním viskosuplementem a optimalizovaným viskosuplementem s fosfolipidy. Pro pozorování, jak viskosuplementy ovlivňují součinitel tření chrupavky v lidském těle, jsou smíchány v příslušném poměru s modelovou synoviální kapalinou, která se v lidských kloubech nachází. Měřením bylo zjištěno, že chrupavka mazaná konvenčním viskosuplementem má relativně vysoký součinitel tření a oproti tomu optimalizovaný viskosuplement s fosfolipidy má tření nižší. To samé platí, když jsou viskosuplementy smíchány s modelovou synoviální kapalinou, což může vést k vývoji nového, lepšího viskosuplementu na bázi kyseliny hyaluronové a fosfolipidů.
|
|
|
Vliv velikosti hlavice na procesy tření a mazání v TEP kyčle
Bartošík, Jan ; Dzimko, Marián (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá experimentálním studiem tření a mazání v totální endoprotéze kyčelního kloubu v závislosti na velikosti kloubu. Měření byla provedena na simulátoru kyčelního kloubu, který funguje na principu kyvadla. Z hlediska tření byly vyšetřovány kloubní náhrady od dvou výrobců ve třech materiálových kombinacích a dvou průměrech. Z měření tření plyne, že podstatnější vliv na součinitel tření má volba materiálové kombinace než velikost kloubu. Při použití většího průměru kloubní náhrady byl zaznamenán pokles součinitele tření oproti menšímu průměru u všech materiálových kombinací. Měření mazacího filmu pomocí kolorimetrické interferometrie proběhlo v kontaktu kov-sklo, kdy skleněné kloubní jamky byly vyrobeny podle reálných rozměrů kloubních jamek. Měření proběhlo na čtyřech kloubních náhradách s průměrem 28 a 36 mm se dvěma různými průměrovými vůlemi za stálého pohybu po dobu 210 s. Z měření plyne, že při použití kloubního páru s malou průměrovou vůlí dojde k rychlému nárůstu mazacího filmu nad 800 nm. Při použití velké průměrové vůle nedojde k oddělení třecích povrchů mazacím filmem, a tudíž dojde k poškození chromového povlaku v jamce. Při vytvoření silné mazací vrstvy je součinitel tření vyšší než u kloubních párů s velmi malou nebo žádnou mazací vrstvou.
|
|
|
Návrh simulátoru pro analýzu tření v kolenním kloubu
Dobrovolná, Lucie ; Studený, Zbyněk (oponent) ; Sedlák, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá konstrukcí zařízení simulujícího kinematiku kolenního kloubu. Okrajové podmínky se inspirují normou ISO 14243-3 a na jejich základě následuje výběr vhodných komponentů. Simulátor bude schopen zaznamenávat průběh koeficientu tření mezi chrupavkou tvořící translační pohyb, CoCr hlavicí tvořící rotační pohyb a přítlačnou sílou, čímž pomáhá lépe pochopit biotribologické procesy mezi zvolenými povrchy. Konstrukce musí být vyvinuta s ohledem na relativní pohyb komponentů, materiál vzorků a mazání. Úvodní část textu se zabývá přehledem současného poznání, které slouží jako hlavní vstup do tvorby konstrukce. Na základě rešeršní části je vytvořeno několik koncepčních řešení v oblasti konstrukce a způsobu měření tření. Z navržených konceptů je vybráno výsledné řešení, které splňuje předem stanovené podmínky a obsahuje konkrétní pohony i senzoriku.
|
|
|
Vliv povrchu umělé kloubní jamky na součinitel tření
Černohlávek, Mikuláš ; Dočkal, Kryštof (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vlivem mikrotexturovaného povrchu umělé kloubní jamky na součinitel tření. Cílem práce bylo porovnání součinitelů tření u originální a upravené jamky. Experimentální měření probíhalo na kyvadlovém simulátoru a výsledky byly vyhodnoceny v programu Matlab. Při měření byly použity čtyři druhy hlavic (CoCrMo, BIOLOX Delta, BIOLOX Forte, oxinium) a tři typy maziv (PBS, modelová synoviální kapalina a roztok kyseliny hyaluronové). Z naměřených výsledků vyplývá, že při použití PBS a synoviální kapaliny došlo ke snížení součinitele tření u modifikované jamky. Lze tedy předpokládat, že mikrotexturovaný povrch kloubní jamky, ať už samostatně nebo v kombinaci se stejně modifikovanou kloubní hlavicí, může být velkým přínosem pro prodloužení životnosti implantátu.
|
host ::
RSS.