HASOŇOVÁ, M. Víceprvkové systémy biomateriálů na bázi hořčíku a zinku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA CHEMICKÁ Purkyňova 118, 612 00 Brno tel.: 541 149 301, fax: 541 211 697 http://www.fch.vutbr.cz Posudek školitele disertační práce Ing. Michaely Krystýnové Název práce: Víceprvkové systémy biomateriálů na bázi hořčíku a zinku Školitel: Ing. Pavel Doležal, Ph.D. Předložená práce Ing. Michaely Krystýnové na téma „Víceprvkové systémy biomateriálů na bázi hořčíku a zinku“, studentky doktorského studijního programu a oboru „Chemie, technologie a vlastnosti materiálů“, byla zpracována v rámci řádné doby prezenčního studia zahájeného v roce 2016. Disertační práce se zabývá základním výzkumem v oblasti materiálů z čistých Zn prášků a binárních směsí na bázi Mg, Zn a Ca připravených práškovou metalurgií. V rámci doktorského studia byly realizovány všechny experimenty, doktorandka splnila veškeré předepsané zkoušky a v roce 2018 úspěšně složila státní doktorskou zkoušku. Studentka řešila disertační práci převážně v Laboratoři kovů a koroze FCH VUT v Brně a v rámci experimentů spolupracovala i odborníky na ÚMVI FSI VUT v Brně, CEITEC, IPP AV ČR, v.v.i a ÚFM AV ČR, v.v.i. V rámci doktorského studia Ing. Michaela Krystýnová absolvovala akademické stáže na pracovišti Universit Politecnica delle Marche, Ancona, Itálie a Žilinské univerzite v Žilině, Výskumné centrum, Slovensko. V rámci zaměstnání na CMV FCH VUT v Brně se podílí na řešení projektu TAČR Zpracování fotovoltaických panelů se zaměřením na využití vzácných kovů a křemíku a projektů MPO Výzkum a vývoj adaptabilního procesu výroby valivých ložisek a Výzkum a vývoj indukčního kalení bez přechodového pásma. Odborné dovednosti dále úspěšně prezentuje v rámci částečného úvazku na Ústavu fyziky materiálů Akademie věd České republiky, v.v.i. V průběhu řešení disertační práce se podílela mimo jiné též na výukových aktivitách (Praktikum z anorganické chemie I, Praktikum z kovových materiálů I) a rovněž se podílela formou konzultování na vedení studentských závěrečných prací. Dosažené výsledky byly prezentovány formou 3 impaktovaných publikací v kategorii Q2 a Q3 (Materials Science) s výrazným citačním ohlasem, 2 publikací v databázi SCOPUS a rovněž prezentací 6 příspěvků na mezinárodních konferencích. Ing. Michaela Krystýnová je osobnost s výraznou schopností jak týmové práce, tak i vedení lidí, s řadou teoretických i praktických zkušeností v oblasti kovových materiálů a nových technologií. V rámci doktorského studia se doktorandka výrazně podílela na tvůrčí činnosti skupiny Laboratoře kovů a koroze v oblasti základního a aplikovaného výzkumu, zajištění certifikace laboratoře, atd. Důležitý je i její pozitivní přístup k práci i k lidem, ochota a vstřícnost, což zcela nepochybně základem pro další pokračování vědecké kariéry v ČR i v zahraničí. Získané výsledky zadaného tématu byly shrnuty ve zdařilé a rozsáhlé disertační práci, která dokumentuje komplexní a současně tvůrčí přístup k práci, vysokou odbornou úroveň a přehled Ing. Michaely Krystýnové ve studované tématice. Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem a v souladu s platnou legislativou doporučuji, aby byla disertační práce na téma „Víceprvkové systémy biomateriálů na bázi hořčíku a zinku“ přijata k obhajobě a po jejím úspěšném obhájení byla Ing. Michaele Krystýnové udělena vědecká hodnost Ph.D. V Brně, 8. 9. 2020 Ing. Pavel Doležal, Ph.D
Oponentský posudok dizertačnej práce Oponentský posudok dizertačnej práce s názvom „ Víceprvkové systémy biomateriálů na bázi hořčíku a zinku.“ Autor práce: Ing. Michaela Krystýnová Školiteľ: Ing. Pavel Doležal, Ph.D. Oponent: doc. Ing. František Nový, Ph.D. Cieľom práce bolo štúdium fyzikálno-mechanických charakteristík binárnych systémov biologicky rozložiteľných materiálov na báze horčíka a zinku vyrobených práškovou metalurgiou technológiou lisovania za tepla. Zhrnutie obsahu práce: Dizertačná práca je rozčlenená na 8 hlavných častí a 3 doplnkové kapitoly obsahujúce zoznam symbolov a skratiek, použitej literatúry a publikačnej činnosti doktorandky. V teoretickej časti dizertačnej práce sa doktorandka zamerala na charakterizáciu používaných technológií práškovej metalurgie, biologicky rozložiteľných materiálov na báze horčíku a zinku, ich vlastnosti, štruktúru, spracovanie horčíku a zinku technológiami práškovej metalurgie, binárne a viacprvkové systémy biologicky rozložiteľných materiálov na báze horčíka a zinku. V teoretickej časti práce sú stručne, jasne a výstižne prehľadnou formou zhrnuté všetky potrebné teoretické informácie týkajúce sa problematiky výskumu biologicky rozložiteľných materiálov na báze horčíka a zinku vyrobených práškovou metalurgiou, ktoré poskytujú potrebný teoretický základ pre úspešnú realizáciu pomerne rozsiahleho experimentálneho programu. Ďalšou kapitolou sú ciele práce, ktoré sú jasne zadefinované. Po nej nasleduje rozsiahla experimentálna časť práce. V kapitole 5.1 experimentálnej časti s názvom metodika a experimentálne zariadenia sú popísané metódy a prístroje použité na štruktúrne a fázové analýzy spolu s hodnotením ohybových vlastností metódou trojbodového ohybu. Nie je v nej však žiadna zmienka o metodike výroby skúšobných vzoriek z experimentálnych práškov technológiou lisovania za tepla. V práci je uvedený v kapitole 2.3 len všeobecný teoretický popis technológie lisovania práškov za tepla spolu s ostatnými technológiami práškovej metalurgie. Okrem aplikovaných teplôt a tlakov nie sú uvedené žiadne iné technické informácie. V kapitolách 5.2 a 5.3 sú podrobne charakterizované použité experimentálne prášky a z nich namiešané zmesi. Výsledky získané z rozsiahleho experimentálneho programu sú prehľadne spracované v kapitole 6. Následne sú experimentálne získané výsledky v kapitole 7 vhodným spôsobom diskutované a porovnané s dostupnými výsledkami publikovanými inými autormi. Na záver sú v kapitole 8 jasne formulované závery. Za zoznamami použitých skratiek a literatúry (Kap. 9 a 10) je v kapitole 11 uvedený zoznam publikovaných prác doktorandky, ktorá je vysoko nadpriemerná a jej publikované práce majú veľmi dobré citačné ohlasy. Téma práce je vzhľadom na použitý experimentálny materiál, implementáciu metodiky a dosiahnuté výsledky vysoko aktuálna. Práca svojím zameraním spadá do základného výskumu v oblasti biologicky rozložiteľných materiálov vyrobených práškovou metalurgiou, ktoré sa zdajú byť sľubnou alternatívou namiesto biologicky rozložiteľných polymérov, ktoré sa momentálne používajú pri operačných zákrokoch ako náhrada tvrdých tkanív. Materiály vyrobené práškovou metalurgiou z práškov na báze horčíka a zinku majú v porovnaní s biologicky rozložiteľnými polymérmi vyššiu pevnosť, lepšiu biologickú kompaktnosť a nevplývajú negatívne na zrastanie implantátu s kosťou. V priebehu hojenia tkaniva dostatočne udržujú mechanickú integritu celku, pričom sa postupne v živom organizme rozložia. Korózne splodiny vznikajúce pri biologickom rozklade materiálov implantátov vyrobených práškovou metalurgiou z práškov na báze horčíka a zinku nie sú pre ľudské telo toxické a nespôsobujú nežiadúce fyziologické reakcie organizmu. Doktorandka sa zamerala aj na výskum zmesí na báze horčíka a zinku s prídavkom vápniku. Na experimentálne pripravených zmesiach po ich vylisovaní za tepla študovala vývoj mikroštruktúry, prvkového a fázového zloženia, zmeny tvrdosti, pevnosti v ohybe a charakteru vzniknutého lomu, pričom dosiahla veľmi zaujímavé výsledky, ktoré môžu ovplyvniť smerovanie ďalšieho výskumu v oblasti biologicky rozložiteľných materiálov určených na výrobu implantátov. Ňou získané experimentálne výsledky predstavujú prínos celosvetového významu. Doktorandka v dizertačnej práci pre stanovenie sledovaných parametrov využíva adekvátne dostupné technológie a metódy, a teda je možné konštatovať, že použitá metodika bola vzhľadom na ciele práce zvolená vhodne. Metodika experimentov je popísaná dostatočne a jednotlivé použité metódy sú jasne popísané. Z odborného hľadiska je táto práca výborne koncipovaná a jej experimentálna časť obsahuje veľké množstvo originálnych výsledkov prinášajúcich nové poznatky z oblasti mechanických vlastností novo vyvíjaných biologicky rozložiteľných materiálov vyrobených práškovou metalurgiou metódou lisovania za tepla Doktorandka v plnom rozsahu splnila stanovené ciele práce. Práca je optimálne obsahovo a rozsahovo vyvážená. Nevyskytujú sa v nej žiadne balastné teoretické informácie. V celej práci je jednotne použitá správna odborná terminológia. Celkovo je štylisticky napísaná ľahko čitateľným a zrozumiteľným spôsobom na veľmi dobrej gramatickej úrovni. Grafická úroveň spracovania práce je veľmi dobrá až na výnimku niektorých obrázkov prevzatých z citovaných zdrojov, ktoré majú nižšiu grafickú kvalitu. Formálna stránka práce je na veľmi dobrej úrovni. Vecné a formálne pripomienky k práci: Celkovo sa v práci sa vyskytuje len niekoľko drobných gramatických chýb vzniknutých z nepozornosti. Formuláciám niektorých viet mohla byť venovaná väčšia pozornosť. Nie všetky vety obsahujú všetky potrebné slová a písmená, prípadne mohli byť použité vhodnejšie výrazy. Principiálne sa však jedná o drobné chyby, ktoré neznižujú vysokú technickú úroveň práce. Preklepy, chyby z nepozornosti a technické nezmysly vyskytujúce sa v dizertačnej práci: • str. 20 - „Při rozpouštění hořčíku ve vodném prostředí k elektrochemické reakci s vodou za vzniku Mg(OH)2 a plynného H2, takže koroze hořčíku není v tomto případě tak citlivá na koncentraci kyslíku [96–98].“ • str. 31 - „Ve fázové diagramu Mg-Zn se vyskytuje 5 typů intermetalických fází, oblasti substitučních tuhých roztoků zinku v hořčíku a hořčíku v zinku.“ • str. 37 - „HRE“ ? (V tabuľke 3.7 sú slovne vo všetkých stĺpcoch napísané názvy deklarovaných mechanických vlastností okrem posledného stĺpca, v ktorom sú napísané len tri písmená „HRE“.) • str. 56 - „Nejvíce studovaným legujícím prvkem zinku v oblasti biodegradabilních materiálů je hořčík.“ (Lepšie by znelo zliatin zinku) • str. 83 - „Na obr. 6.15 jsou snímky mikrostruktury připravených Zn-Mg materiálů. V případě materiálů lisovaných z menšího Zn7,5 prášku jsou ve struktuře viditelné oblasti, kde došlo ke slinutí práškových částic (obr. 6.15a-1).“ (Výraz „menší Zn 7,5 prášok“ nie je vhodný.) Po prečítaní predloženej dizertačnej práce a jej zhodnotení prácu odporúčam k obhajobe a po úspešnom obhájení dizertačnej práce odporúčam autorke práce udeliť akademický titul Philosophiae Doctor. V Žiline, 31.8.2020 doc. Ing. František Nový, Ph.D
eVSKP id 129362