TKÁČOVÁ, T. Biodegradabilní kostní implantáty na bázi železa [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2020.
Bc. Tereza Tkáčová zpracovala diplomovou práci na téma biodegradabilní kostní implantáty na bázi železa. Připravila vzorky s nosnou sítí polyuretanu a polystyrenu. Testovala dvě varianty vzorků - první na bázi čistého železa a druhé v kombinaci železa s hořčíkem. V rámci práce sledovala korozi těchto vzorků ve fyziologickém roztoku a SBL (simulated body liquid). Diplomantka pracovala samostatně, byla pečlivá a aktivní. Měření byla dlouhodobá a sledovaly se údaje v průběhu několika měsíců. Bohužel, v době epidemiologických opatření proti COVID19 nebylo možné tato data zaznamenat v důsledku zákonných nařízení. Přes tyto chybějící údaje práce obsahuje hodnotné výsledky z počátečních stádií měření i ze závěrečného období a obohacuje tak náš výzkum v této oblasti. Závěry práce budou publikovány v mezinárodním časopise ECS Transactions. Diplomantka se letos zúčastnila soutěže EEICT a její práce byla publikována ve sborníku této soutěže. Práci doporučuji přijmout k obhajobě a hodnotím 93 body.
Předložená diplomová práce o rozsahu 64 stran byla zaměřena především experimentálně. Zabývala se způsoby přípravy kostních implantátů na základě železa a jeho slitin s hořčíkem a zinkem a jejich možnou biologickou degradací. Téma diplomové práce je vysoce aktuální, neboť kostní implantáty představují velmi užitečný medicínský prostředek pro účinnou nápravu a rychlou regeneraci zlomenin či defektů kostní tkáně. Kostní implantáty používané v současné době jsou vysoce odolné a mají dlouhou životnost v těle pacienta. Proto je po zhojení a zpevnění kostní tkáně nutné takovýto implantát operativně vyjmout. Nová operace však vždy představuje velkou zátěž organismu, zvláště u polymorbidních pacientů a pacientů v pozdním věku, a tudíž představuje zvýšené riziko dalších komplikací. Proto je velmi užitečný výzkum a vývoj kostních implantátů, které by v těle pacienta postupně degradovaly a vstřebaly se bez nutnosti další operace. Teoretická část o rozsahu 20 stran v úvodu do problematiky podává dostatečný přehled o anatomii a fyziologii kostí, jejich degradaci a možných úrazech. Následně podrobně pojednává o současných biodegradabilních materiálech pro implantáty na bázi prvků Fe, Mg a Zn. Jsou zde přehledně uvedeny jejich mechanické vlastnosti a korozní chování. Rovněž jsou uvedeny alternativní nekovové implantáty keramické a polymerní. Dále je pojednáno o perspektivní technologii výroby implantátů 3D tiskem a v závěru teoretické části jsou diskutována rizika spojená s aplikacemi implantátů. Informace získané z literatury jsou citovány kvalitním a dostatečným počtem 37 odkazů. V experimentální části o rozsahu 32 stran je uveden správný postup přípravy vzorků kovových kompozitů práškového Fe, Mg a Zn v kombinaci s polymerem bulprenem (PUR) nebo tekutým polystyrenem. Finální vzorky byly následně získány řízeným výpalem. Takto připravené vzorky byly správně podrobeny testování jejich mechanických vlastností. Pro určení jejich složení a struktury byla správně použita technika elektronové mikroskopie EDX a mapování prvků. Pro sledování biodegradace připravených vzorků v SBL a NaCl byla správně zvolena polarografická elektrochemická technika s elektrodou PIGE a následná analýza naměřených křivek. Tato metoda tak umožnila naměřit korozní potenciály a korozní proudy pro následný odhad korozních rychlostí. Tímto postupem byly získány zajímavé výsledky, jež byly dostatečně diskutovány a byly z nich formulovány přínosné závěry. Zvolené kovy Fe, Zn, Mg jsou dostatečně biokompatibilní v lidském těle. Jejich mechanické vlastnosti jsou vhodné pro konstrukci implantátů kostí. Z hlediska pružnosti je nejblíže Mg. Prokázal se vliv bulprenu a polystyrenu na strukturu slitin. Z měření hmotnosti, pH, korozních potenciálů a korozních proudů byly učiněny významné závěry o vlivu složení na korozi připravených slitin v prostředí roztoků NaCl a SBL. K diplomové práci mám následující připomínky: U zápisu chemických rovnic na stranách: 20 a 26 jsou formálně chybně vyznačeny stechiometrické koeficienty, jež mají být uváděny jako dolní indexy, a náboje iontů, jež mají být uváděny jako horní indexy. Rovněž v anglickém názvu práce by měl být pro značkou železa uveden symbol Fe, na rozdíl od použitého symbolu FE, nebo případně použito přímo slovo „iron“. Z názvu druhého sloupce tabulky 2 na straně 25 není jednoznačně jasné, zda se jedná o korozní potenciál, jež by měl ale mít rozměr volty. Případně zda nebyla na mysli spíše korozní rychlost s rozměrem [mm/rok]? Tyto formální chyby však nesnižují kvalitu práce a závěrů z ní plynoucích. Na základě výše uvedených skutečností proto konstatuji, že předložená diplomová práce splňuje podmínky samostatné tvůrčí vědecké práce a obsahuje původní výsledky. Proto tuto práci doporučuji k obhajobě a hodnotí známkou A-výborně.
eVSKP id 127492