Vliv biopolymerů na adhezivní a reologické vlastnosti cementů z fosforečnanu vápenatého
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato práce se zabývá kostním cementem složeného z fosforečnanu vápenatého a termosenzitivního kopolymeru. Hlavním cílem bylo vylepšení zejména adhezivních vlastností cementu přídavkem polysacharidu. Teoretická část práce se zabývá charakterizací kostních cementů a jejich aplikací. Dále také popisem polymerních aditiv přidávaných do kostních cementů se zaměřením hlavně na polysacharidy. V praktické části byly připravené cementy charakterizovány pomocí reologie, práškové rentgenové difrakce a statických zkoušek mechanických vlastností na samotném vytvrzeném cementu a slepených kostí. Reologie byla použita na měření rychlosti tvrdnutí cementu v závislosti na čase a teplotě. Dále byla taky reologie zamýšlena pro měření adhezivních vlastností roztoků kopolymeru, ale toto nebylo možné z důvodu nereprodukovatelných výsledků způsobené nehomogenitou roztoků kopolymeru s polysacharidem. Prášková rentgenová difrakce byla použita pro změření vlivu polysacharidu na konverzi fosforečnanu vápenatého na kalcium deficientní hydroxyapatit. Bylo zjištěno, že polysacharid významně neovlivňuje konverzi fosforečnanu vápenatého. Statické zkoušky mechanických vlastností byly použity pro změření maximální pevnosti v tlaku pro samotné vytvrzené cementové vzorky a také pro změření adheze slepených vzorků kostí. Vytvrzené vzorky s nízkou koncentrací polysacharidu vykazovaly vyšší pevnost v tlaku oproti kontrolním vzorkům. Při zkouškách kostí nebylo dosaženo průkazných výsledků z důvodu náročnosti měření. Jedná se zejména o přípravu vzorků kostí a jejich následné lepení kostním cementem.
This thesis deals with bone cement composed of tricalcium phosphate and thermosensitive copolymer. The main aim was to improve especially the adhesive properties of the cement by adding polysaccharide. The theoretical part of the thesis deals with the characterization of bone cements and their application and also a description of polymeric additives used in bone cements mainly focused on polysaccharides. In the experimental part, the prepared cements were characterized using rheology, powder X-ray diffraction and static mechanical tests on the cured cement alone and glued bones. Rheology was used to measure the setting time of the cements as a function of time and temperature. Furthermore, rheology was also intended to measure the adhesive properties of copolymer solutions, but this was not possible due to the nonreproducible results caused by inhomogeneity of the copolymer solutions with polysaccharide. Powder X-ray diffraction was used to measure the effect of polysaccharide on the conversion of tricalcium phosphate to calcium deficient hydroxyapatite. It was found out that polysaccharide does not significantly affect the conversion of tricalcium phosphate. Static mechanical tests were used to measure maximal compressive strength for the cured cement samples and also to measure the adhesion strength of glued bone samples. Cured samples with low polysaccharide concentration showed higher compressive strength compared to control samples. Inconclusive results were obtained during testing of the bone samples due to the complexity of the measurement. In particular, it concerns the preparation of bone samples and their gluing with bone cement.
This thesis deals with bone cement composed of tricalcium phosphate and thermosensitive copolymer. The main aim was to improve especially the adhesive properties of the cement by adding polysaccharide. The theoretical part of the thesis deals with the characterization of bone cements and their application and also a description of polymeric additives used in bone cements mainly focused on polysaccharides. In the experimental part, the prepared cements were characterized using rheology, powder X-ray diffraction and static mechanical tests on the cured cement alone and glued bones. Rheology was used to measure the setting time of the cements as a function of time and temperature. Furthermore, rheology was also intended to measure the adhesive properties of copolymer solutions, but this was not possible due to the nonreproducible results caused by inhomogeneity of the copolymer solutions with polysaccharide. Powder X-ray diffraction was used to measure the effect of polysaccharide on the conversion of tricalcium phosphate to calcium deficient hydroxyapatite. It was found out that polysaccharide does not significantly affect the conversion of tricalcium phosphate. Static mechanical tests were used to measure maximal compressive strength for the cured cement samples and also to measure the adhesion strength of glued bone samples. Cured samples with low polysaccharide concentration showed higher compressive strength compared to control samples. Inconclusive results were obtained during testing of the bone samples due to the complexity of the measurement. In particular, it concerns the preparation of bone samples and their gluing with bone cement.
Description
Keywords
Kostní cement, cement z fosforečnanu vápenatého, termosenzitivní kopolymer, polysacharid, reologie, adheze, prášková rentgenová difrakce, statické zkoušky mechanický vlastností., Bone cement, calcium phosphate cement, thermosensitive copolymer, polysaccharide, rheology, adhesion, powder X-ray diffraction, mechanical testing.
Citation
SCHOLZ, D. Vliv biopolymerů na adhezivní a reologické vlastnosti cementů z fosforečnanu vápenatého [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-08-26
Defence
Obhajoba diplomové práce proběhla podle následujícího schématu: prezentace studenta-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Student přednesl výborný výtah výsledků své práce, řádně zodpověděl všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagoval na připomínky. V diskusi tak student prokázal výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky práce. Komise zhodnotila jeho práci celkově jako výbornou.
Otázky vznesené během diskuse:
Dzik: Jaké bylo složení testovaných formulací? Jak byl poměr cementu ke kopolymeru?
Pekař: Byly použity vodné roztoky? Rozpouštěl se kopolymer dobře? Jaké bylo pH?
Obruča: Jaký je osud kopolymeru v organismu?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let