SÝKORA, T. Studium mazání náhrady kolenního kloubu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.

Posudek vedoucího

Nečas, David

Cílem diplomové práce bylo in situ pozorování tloušťky a popis mechanismu formování mazacího filmu v náhradách kolenního kloubu. Primární pozornost je věnována roli jednotlivých složek obsažených v modelové synoviální kapalině. Práce je hned v několika ohledech unikátní. (1) Je uvažována reálná geometrie stykových ploch, (2) jsou uvažovány reálné kinematické podmínky a zatížení odpovídající cyklu chůze, (3) experimentální data jsou porovnána s predikcí na základě numerického modelu. Student přistoupil k řešení práce od začátku velmi iniciativně a zodpovědně. Značné množství času trvalo odladit parametry samotného cyklu, aby odpovídal požadovaným standardům. Současně byl simulátor upraven tak, že nyní poskytuje zpětnou vazbu o aplikovaných podmínkách. Tato fáze byla časově určitě mnohem náročnější, než se na počátku řešení očekávalo, což nemusí být z průvodní zprávy patrné. Po odladění metodiky experimentu byly provedeny dvě série testů. První série byla realizována s minerálním olejem, přičemž výsledky byly konfrontovány s numerickým modelem, který vznikl na FAU Erlangen v rámci vzájemné spolupráce v této oblasti výzkumu. Ačkoliv se student na vytvoření modelu přímo nepodílel, dílčí výsledky jeho práce významně přispěly ke zpřesnění modelu, kdy se podařilo dosáhnout velmi dobré shody obou přístupů. Hlavní částí práce bylo studium proteinových roztoků s fluorescenčně označenými dílčími složkami. Na základě rozsáhlé série testů byly získány zásadní poznatky, které mohou pomoci při dalším vývoji kolenních náhrad při snaze prodloužit jejich životnost. Kromě jiného se ukázalo, že mediální kondyl vykazuje výrazně horší mazací podmínky, což odpovídá pozorování z klinické praxe, kdy právě mediální část náhrady bývá výrazně více opotřebena. Dále se ukázalo, že nepřerušovaný pohyb vede k postupnému snižování tloušťky filmu mezi povrchy, což má nepochybně dopad na kontaktní procesy. Je proto doporučeno střídat zátěžné a klidové fáze s cílem umožnit obnovu filmu mezi povrchy náhrady. Výsledky práce budou prezentovány v rámci dvoudílné vědecké studie, která vznikla v kooperaci s FAU Erlangen, RUSH University Medical Center (Chicago), Fakultní nemocnicí v Olomouci a Univerzitou Palackého. Studie je aktuálně připravena k odeslání do časopisu. Student je jedním z hlavních autorů části I, která se zabývá experimentálním pozorováním mechanismů mazání – tato část prakticky reflektuje diplomovou práci. Největším přínosem této studie je kromě partikulárních poznatků i navržený model mazání, který demonstruje, jakým způsobem se formuje mazací film v kolenní náhradě. Jedním z mála nedostatků diplomové práce je skutečnost, že texty vyžadovaly poměrně značné zásahy ze strany vedoucího a některé kapitoly, které vznikaly v časové tísni před odevzdáním (např. diskuse), již nedosahují takové kvality. Praktický přínos práce však z pohledu vedoucího tyto nedostatky výrazně převyšuje. Závěrem konstatuji, že všechny cíle diplomové práce byly splněny a práce splňuje veškeré požadavky kladené na vysokoškolské kvalifikační práce. Proto ji doporučuji k obhajobě s výsledným hodnocením A.

Posudek oponenta

Horák, Zdeněk

1. Cíle práce byly plně naplněny, kdy studentu se podařilo potvrdit jím navržené výzkumné hypotézy. 2. K řešení předložené práce student použil vhodné metody i nástroje, které vedly k naplnění deklarovaných cílů práce. Bohužel řadu použitých metod student nedokázal věrohodně argumentovat. Jako nejzásadnější se mi jeví použití PMMA pro tibiální komponentu (byť materiál použitý z objektivních a pochopitelných důvodů), bohužel však nebyl diskutován vliv této volby na validitu výsledků experimentů a dosah do praxe, kde tibiální komponenta je vyrobena z UHWMPE. V textu své práce autor také komparuje výsledky svých exp. měření s numerickými studiemi, avšak bez jejich bližšího popisu, je toto porovnání velmi sporné a nelze jej objektivně hodnotit. Veškeré výsledky exp. měření jsou hodnoceny ve vztahu k intenzitě fluorescence, v textu však chybí popis co to vlastně je? Je to maximální hodnota, suma intenzit ve vybrané oblasti…? Pro hodnocení výsledků by jistě bylo zajímavé analyzovat nejen výše uvedenu intenzitu, ale také velikost např. plochy nebo tloušťky filmu. Je ke škodě takto rozsáhlé práce, že student nedokázal plně vytěžit potenciál naměřených dat. 3. Student provedl řadu experimentálních měření, avšak metodika těchto měření a vyhodnocení výsledků je již známa a předložená práce ji nijak dále neposouvá. Tím ovšem nijak nesnižuji přínos celé práce a její kvalitu. 4. Student k vyhodnocení výsledků své práce použil zavedené standardní metody a nástroje, kdy dosažené výsledky dokázal přesně interpretovat. Je škoda, že nedokázal spolu s vedoucím své práce z výsledků získat více informací viz připomínky u bodu 2. 5. I přes víše uvedené připomínky se domnívám, že výsledky předložené práce budou mít dosah do praxe, kdy problematika optimálního testování kloubních náhrad a predikce jejich životnosti je vysoce aktuální téma v celosvětovém měřítku. 6. Práce uspořádána v logickém pořadí, kdy čtenář se v práci orientuje velmi snadno a přehledně. Bohužel v práci chybí odkazy na dílčí práce (MKP analýzy, numerické modely atd.) ke kterým se autor odkazuje. V tomto ohledu to snižuje úroveň práce, kdy v určitých okamžicích čtenáři nezbývá než věřit, že informace v práci prezentované jsou věrohodné. 7. Práce má velmi vysokou grafickou a stylistickou úroveň, kdy několik gramatických chyb a překlepů nijak nesnižují její nespornou kvalitu. 8. Student ve své práci řádně cituje použité zdroje a použitou literaturu využívá velmi korektně. I přes víše uvedené připomínky hodnotím závěrečnou práci stupněm B – velmi dobře a doporučuji ji k obhajobě.

eVSKP id 124565