Studium mazání náhrady kolenního kloubu
Loading...
Date
Authors
Sýkora, Tomáš
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Diplomová práce se zabývá experimentální analýzou mazání náhrady kolenního kloubu. Experimenty jsou realizovány na simulátoru, jenž dokáže aplikovat podmínky stanovené příslušnou normou a pozorovat jevy na femorotibiálním rozhraní pomocí fluorescenční mikroskopie. Cílem práce je objasnit vliv jednotlivých složek synoviální kapaliny na proces mazání, přičemž hodnota intenzity fluorescence vyjadřuje bezrozměrný parametr tloušťky mazacího filmu. Experimentům se synoviální kapalinou předchází fundamentální studie s minerálními oleji, která umožňuje náhled na transformaci kontaktu v průběhu cyklu chůze. Výsledky jsou zaznamenány v grafech jako závislost intenzity na čase, a to včetně snímků, které zachycují jevy vyskytující se v kontaktní oblasti a blízkém okolí. Výsledky experimentů ukazují, že protein -globulin vytváří na povrchu tenkou vrstvu, na kterou se pomocí proteinové interakce naváže albumin, čímž dochází k navýšení tloušťky mazacího filmu. Proteinová interakce je podpořena kyselinou hyaluronovou a fosfolipidy, které stabilizují vytvořenou strukturu. Z hlediska mazání je chování filmu podmíněno komplexním složením synoviální kapaliny. Práce rozšiřuje okruh informací o chování synoviální kapaliny a může být přínosem pro budoucí vývoj kolenních implantátů.
This diploma thesis deals with an experimental analysis of knee joint replacement lubrication. The experiments were realized at a knee joint simulator which can apply conditions according to certain standard and survey the phenomena by using fluorescence microscopy. The aim of thesis is to clarify the influence of particular components of synovial fluid on the lubrication process. The intensity of fluorescence expresses dimensionless parameter of a lubrication film thickness. There was a fundamental study with mineral oils before the experiments with the synovial fluid. The study allows to have a look at contact transformation during walk. Results are shown in graphs as dependency of intensity on time, including pictures showing phenomena in the contact zone. Experiment results show that protein -globulin creates a layer on the surface. There is albumin on the layer and it makes the lubricating film thicker. The protein interaction is supported by hyaluronic acid and fosfolipids which stabilizes the created structure. According to lubrication is behaviour of film related to a complex structure of synovial fluid. Thesis gives more information about behaviour of synovial fluid and can be used for future development of knee replacements.
This diploma thesis deals with an experimental analysis of knee joint replacement lubrication. The experiments were realized at a knee joint simulator which can apply conditions according to certain standard and survey the phenomena by using fluorescence microscopy. The aim of thesis is to clarify the influence of particular components of synovial fluid on the lubrication process. The intensity of fluorescence expresses dimensionless parameter of a lubrication film thickness. There was a fundamental study with mineral oils before the experiments with the synovial fluid. The study allows to have a look at contact transformation during walk. Results are shown in graphs as dependency of intensity on time, including pictures showing phenomena in the contact zone. Experiment results show that protein -globulin creates a layer on the surface. There is albumin on the layer and it makes the lubricating film thicker. The protein interaction is supported by hyaluronic acid and fosfolipids which stabilizes the created structure. According to lubrication is behaviour of film related to a complex structure of synovial fluid. Thesis gives more information about behaviour of synovial fluid and can be used for future development of knee replacements.
Description
Citation
SÝKORA, T. Studium mazání náhrady kolenního kloubu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční inženýrství
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. David Paloušek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
Ing. Bronislav Růžička, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen)
Ing. Kateřina Dočekalová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skuhravý (člen)
Date of acceptance
2020-07-21
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a zodpověděl otázky oponenta.
Oponent dotaz 1: Roztok mazací kapaliny byl skladován při teplotě -22°C, nedojde při této teplotě k degradaci albuminu a gama globulinu? Zodpovězeno
Oponent dotaz 2: Tibiální plato u reálné náhrady je vyrobeno z jiného materiálu, než tomu bylo při experimentech. Jak validní jsou tedy výsledky experimentů, když reálná náhrada je zatížena za jiných podmínek? Zodpovězeno
Oponent dotaz 3: V DP se student odkazuje na výsledky MKP analýz, které porovnává s exp. Měřením. V DP však není nikde uveden popis MKP analýz nebo odkaz na zdrojovou literaturu. Můžete prosím blíže představit MKP analýzy? Zodpovězeno
Oponent dotaz 4: Co je cílem této studie? Zjistit otěr nebo pochopit formování mazacího filmu? Zodpovězeno
Prof. Hartl: Je formulován vlastní model nebo práce potvrdila závěry jiných? Zodpovězeno
Prof. Hartl: Byla všechna data z experimentů porovnána s numerickou predikcí? Zodpovězeno
Prof. Hartl: Doc. Mazůrek: Dotaz na vydefinování cíle práce. Zodpovězeno
Doc. Paloušek: Dotaz na cíl práce (přenos teorie z kyčle na koleno). Zodpovězeno
Doc. Paloušek: O čem vypovídá intenzita fluorescence u snímků? Zodpovězeno
Doc. Vimmr: Je do MKP analýz zahrnuta i kapalina? Pokud ano, jaká? Zodpovězeno
Ing. Růžička: Na kolik je shodný cyklus chůze uveden v normě s cyklem skutečné chůze? Zodpovězeno
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení