|
|
Optimalizace přípravy biokompatibilních kompozitních směsí na bázi Ti/hydroxyapatit
Slovák, Tomáš ; Matějková, Michaela (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá optimalizací přípravy biokompatibilních kompozitních směsí na bázi titanu a hydroxyapatitu. Teoretická část je zaměřena na biomateriály, blíže pak specifikuje titan a hydroxyapatit. Následuje přiblížení principu mechanického legování. Experimentální část práce popisuje přípravu směsí biokompatibilních prášků mechanickým legováním a jejich následné analýzy. V diskuzi jsou shrnuty výsledky a poznatky, které byly získány v experimentální části.
|
|
|
Reologie hydrogelů kolagenu a jeho nanokompozitů
Voldánová, Michaela ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce směřuje k fenomenologickému popisu reologického chování čistého kolagenu I i jeho nanokompozitů s příměsí hydroxyapatitu ve čtyřech koncentracích. Měření bylo prováděno na reometru v konfiguraci kužel – deska pro rozsah smykových rychlostí od 0 s-1 do 100 s-1 za definovaných podmínek. Při teplotě 4 °C je kolagen ve vzorcích o daném složení rozpuštěn, zachovává si zde svůj nativní charakter a prekurzory hydrogelů setrvávají v kapalném stavu. Zahříváním vodného roztoku kolagenu o neutrálním pH dochází k spontánnímu procesu zesítění do fibrilárních struktur. Při 37 °C fibrily dorůstají do struktury gelu, ovšem rychlost jeho vzniku je závislá na obsahu kolagenových vláken. Naměřená data jsou zpracována ve formě tokových a viskozitních křivek, z nichž je vyhodnoceno a porovnáno reologické chování vzorků či strukturální a transformační změny jako odezva na mechanické zatížení a změnu teploty. Tyto poznatky mohou být využity při manipulaci s hydrogely. Obecně mohou posloužit jako základ pro další výzkum kolagenu, jeho interakcí s HAP a faktorů ovlivňujících jejich stabilitu či účinnost.
|
|
|
Structure and properties of Hydroxyapatite-Magnesium composites produced by the means of current assisted infiltration sintering
Casas Luna, Mariano ; Obrtlík,, Karel (oponent) ; Georgarakis, Konstantinos (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Magnesium and calcium phosphate composites are promising materials to create biodegradable and load-bearing implants for bone regeneration. The present work is focused on the design, processing and characterization of interpenetrated magnesium / calcium phosphate (Mg/CaP) composites. Calcium phosphates such as, hydroxyapatite (HA), calcium-deficient HA (CDHA) and tricalcium phosphate (TCP) were synthetized and used for the production of controlled porous scaffolds by means of robocasting technique. The final porous preforms with an orthogonal grid arrangement and internal macro-pores of ~500 µm were obtained and sintered at 1100 C for 5 h. The Mg/CaP interpenetrated composites were obtained by infiltrating the porous ceramic scaffolds with pure Mg and Mg alloys containing low amounts of calcium or zinc, i.e. Mg – 0.2 wt.% Ca and Mg – 1 wt.% Zn. The infiltration was carried out using a here-developed and recently introduced technique referred to as Current-Assisted Metal Infiltration (CAMI). The CAMI methodology allowed the infiltration of porous ceramic preforms with a molten metal in less than 15 minutes. Fast melting and final solidification of the Mg/CaP composites was achieved with the assistance of pulsed electrical current. The final interpenetrated composites were physicochemically characterized by means of scanning electron microscopy, X-ray computed micro-tomography, X ray diffraction and optical microscopy in order to determine the phase distribution and the interaction between the materials. In addition, the mechanical resistance under compression, the degradation rate by different techniques, and the biocompatibility of the produced composites were evaluated in an attempt to introduce these types of materials as potential degradable biomaterials for use in the manufacturing of plates and/or screws for orthopaedics.
|
|
|
Pokročilá keramika pro tkáňové inženýrství
Vojtíšek, Jan ; Koplík, Jan (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou keramických materiálů vhodných pro tkáňové inženýrství. Uměle vytvořené náhrady lidské tkáně můžeme rozdělit do několika generací. Patří tam inertní, bioaktivní a bioresorbovatelné materiály. Resorbovatelné náhrady se připravují z materiálů, které nahradí hostitelskou tkáň, např. hydroxyapatit. HA se může připravit několika způsoby, které jsou rozděleny na dvě hlavní skupiny (suchá a mokrá cesta). Pro lepší využití v medicíně se používají keramické pěny, které se nejčastěji připravují pěněním in situ nebo replikační technikou. Experimentální část se zabývá přípravou hydroxyapatitového prášku a optimalizací postupu. Vzorky byly charakterizovány IČ a Ramanovou spektrometrií, XRD analýzou a sledována velikost částic na SEM. In situ pěněním byly připraveny pěny z Al2O3, čistého HA a kompozitu (v poměrech 50 – 50, 75 – 25 a 90 – 10). Byla měřena jejich porozita stereolupou, objemová hmotnost a sledování slinutí SEM mikroskopií.
|
|
|
Studium přípravy a vlastností biokeramických kompozitů na bázi Ca-fosfátů a ZrO2
Sláma, Martin ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou biokeramických kompozitních materiálů na bázi Ca-fosfátů a ZrO2. Byla provedena řada experimentů zaměřených na stanovení vhodného složení suspenzí. Úprava suspenzí vysokoenergetickým mletím měla za cíl přípravu depozitů s dobrými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi pomocí EPD. Bylo provedeno hodnocení vlivu doby mletí, množství kyseliny monochloroctové v isopropanolové suspenzi, indiferentního elektrolytu LiCl a ZrO2 na průběh depozic a výsledné vlastnosti depozitů. Vliv slinovací teploty, doby mletí a obsahu vláken ZrO2 na chemické a strukturní složení byl určen pomocí rentgenové analýzy, měřením hustoty a strukturní analýzou pomocí skenovacího elektronového mikroskopu. Mechanické a bioaktivní vlastnosti slinutých depozitů byly stanoveny v závislosti na době mletí a obsahu ZrO2 vláken.
|
|
|
Žárové nástřiky biokeramiky
Kašpárková, Kristýna ; Mrňa, Libor (oponent) ; Kubíček, Jaroslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na žárové nástřiky biokeramiky. Biokeramika je určena pro náhradu poškozených částí lidského těla. Praktické využití má především v ortopedii, čelistní a obličejové chirurgii. Do této kategorie materiálů patří hydroxyapatit, který se vyznačuje biokompatibilitou a schopností tvořit pevnou vazbu mezi kostí a implantátem. Hydroxyapatit je používán jako povrchový povlak na titanových implantátech. Cílem experimentální části práce byl nástřik 40 – ti kusů zubních implantátů pro firmu LASAK s.r.o. Pro nanesení hydroxyapatitového povlaku byla použita technologie nástřiku plazmou. Požadovaná tloušťka povlaku byla 60 µm. Implantát byl před samotným nástřikem otryskán a očištěn. Nástřik proběhl ve specializované laboratoři dentálních a skeletálních implantátů ÚST FSI VUT Brno. Po nástřiku byla provedena 100% rozměrová kontrola.
|
|
| |
|
|
The Synthesis and Characterisation of Biocomposite Materials for Potential Application in Medicine
Balgová, Zuzana ; Plešingerová,, Beatrice (oponent) ; Bakoš, Dušan (oponent) ; Palou, Martin (vedoucí práce)
The work is focused on the synthesis and the study of biocomposite materials for potential medical application. The theoretical part is a literature overview focused on different types of biomaterials especially on poly(vinyl alcohol) - hydroxyapatite (PVA/HA) composites. A set of polyvinyl alcohol (PVA) membranes with various weight percent - 0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50% of hydroxyapatite (HA) were prepared. Hydroxyapatite was prepared by precipitation procedure using starting materials of diammonium hydrogen phosphate and calcium nitrate tetrahydrate in water alkaline environment and then mixed with solution of poly(vinyl alcohol), which was prepared by dissolving it in water at 85°C. The different mixtures were casted in a mould and evaporated for 7 days at temperature 30 °C to obtain 0,5 mm thin membranes. The ATR-FTIR spectroscopy was used to identify the different functional groups in composite membranes, XRD testing was carried out to identify crystallized hydroxyapatite. The tensile testing and TGA measurement were realised to find the effect of HA amount on the mechanical properties and thermal stability of the membranes. The in vitro bioactivity tests in Simulated Blood Fluid (SBF) were performed for 2 hours, 7 and 28 days. SEM was used to characterise surface microstructure of biocomposite membranes before and after immersion in SBF. The surface of the tested membranes were analysed to investigate the formation of apatite, the characteristic of bioactivity. It was observed a formation of clusters within membranes with increasing amount of HA particles due to hydrogen bond and also the agglomeration and crystal growth of HA particles during drying of membranes. The bioactivity was found increasing with time immersion of biocomposite materials.
|
|
|
3d shaping of UV curable ceramic feedstock
Mišák, Jiří ; Salamon, David (oponent) ; Graule, Thomas (vedoucí práce)
The aim of this study was the development of printable, UV curable colloidal pastes for 3D robotic deposition of complex ceramic fibre networks. Additionally, shaping techniques of printed structures have been demonstrated. Printable and functional ceramic pastes based on hydroxyapatite have been successfully developed from UV curable compositions. Complex printed ceramic fibre networks and multilayers as well as enhancement of the fibre surface quality have been realised. It has been found that the control of particle-monomer/oligomer-surfactant interactions is essential to achieve printable pastes with adequate rheological properties. Using linear and cross-linking UV curable oligomers as dispersion media, very flexible structures result after UV curing. All printed, cured and additionally shaped structures have been transformed to macroscopic ceramics via thermal debinding and sintering without cracks or delamination between the layers. This has been achieved by using argon atmosphere during curing to prevent oxygen inhibition. The 3D robotic deposition in combination with UV curing is a novel and promising technique to produce complex functional ceramic structures. In this work, the benefits from the combination of 3D robotic deposition and UV solidification have been demonstrated in a new way by using cured and flexible 2 layer structures for folding processes, which lead to 3D structures that are very difficult or impossible to achieve with the employment of just direct 3D robotic deposition. On the basis of this research, versatile theory about preparing ceramic pastes for 3D robotic deposition of complex structures for various applications can be deduced.
|
|
|
Kompozitní keramické materiály na bázi hydroxyapatitu
Vojtíšek, Jan ; Ptáček, Petr (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Tato práce se zabývala studiem biokeramických materiálů na bázi hydroxyapatitu. Tyto materiály jsou obecně velmi důležité pro lékařské účely, zejména při rekonstrukcích a náhradě kostního materiálu. Pro medicínské aplikace je možno využít inertní, bioaktivní nebo bioresorbovatelných materiálů. Jedním z častých „bioaktivních“ materiálů je hydroxyapatit, který tvoří velkou část lidské kosti. Hydroxyapatit je možno připravit velkou řadou postupů, přičemž jednou z nejběžnějších metod je precipitační reakce, která byla použita v této práci. Pro zlepšení biokompatibility kostní náhrady se využívá porézních struktur s odpovídající mechanickou stabilitou. Pro prvotní studium simulace chování biomateriálů v lidském těle se používají tzv. in vitro testy v roztocích na bázi syntetických tělních tekutin či buněčných medií. Experimentální část práce se zabývala syntézou kompozitních sloučenin na bázi hydroxyapatitových prášků a CA fází. Reakce mezi jednotlivými komponenty byla studována pomocí termické analýzy a žárové mikroskopie. Vzniklé produkty byly analyzovány z hlediska fázového složení pomocí rentgenové difrakce. Připravené prášky byly dále zpracovány na pěnové struktury pomocí in situ napěňování a slinutí při vhodné teplotě. In vitro testy, sledující chování připravených porézních produktů v syntetické tělní tekutině, byly provedeny po dobu 7, 14 a 28 dní. Sledované kompozity byly poté studovány z hlediska biokompatibility pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Současně byla sledována změna koncentrace Ca2+ a PO43- iontů v testovaných tělních tekutinách.
|
host ::
RSS.