Studium biokompatibilních materiálů metodami fyziky povrchů
| Název práce v češtině: | Studium biokompatibilních materiálů metodami fyziky povrchů |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Study of biocompatible materials by methods of surface physics |
| Akademický rok vypsání: | 2013/2014 |
| Typ práce: | projekt |
| Jazyk práce: | |
| Ústav: | Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr. |
| Řešitel: | |
| Konzultanti: | Ivan Jirka, CSc. |
| Zásady pro vypracování |
| 1) Přípravná část: Seznámit se s metodami XPS a TDS. (Prakticky bychom to provedli tak, že by se uchazeč (uchazeči) účastnili některého našeho experimentu.)
2) Praktická část: Pomocí metod XPS a TDS porovnat stav různě modifikovaných povrchů vzorků TiNb a jejich adsorpční vlastnosti. Sledovat změnu povrchu po interakci s adsorbující látkou. 3) Zpracování: Získané výsledky interpretovat a sepsat ve formě zprávy o studentském vědeckém projektu. |
| Seznam odborné literatury |
| 1) L. Eckertová a kol., Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992. (Fyzika povrchů)
2) Ch. Kleint, K.-D. Brzoszka, Čs. čas. fyz. A 25 (1975) 345. (Termodesorpční spektroskopie, adsorpce) 3) D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Willey and Sons, Chichester, England, 1990. (Elektronová spektroskopie) |
| Předběžná náplň práce |
| Biokompatibilní materiály mají důležitou funkci v moderní medicíně (kloubní náhrady, zubní implantáty, cévní výztuhy a další). Jedná se o materiály skládající se z prvků, které tělo dokáže přijmout bez alergické reakce, která může zkomplikovat nebo znemožnit celý léčebný proces. Pro biokompatibilitu materiálů je zásadní stav povrchu daného materiálu (t.j. jeho chemické složení a vhodná modifikace povrchu). Volba optimálního materiálu není zatím vyřešena. K nejatraktivnějším patří v současnosti materiály na bázi slitin titanu (Ti).
Nejčastěji používaná je slitina skládající se kromě Ti z hliníku (Al) a vanadu (V): Ti-6Al-4V. Tento materiál má velmi vhodné mechanické vlastnosti, ovšem přítomné prvky Al a V představují určitá zdravotní rizika, například vyšší pravděpodobnost vzniku Alzheimrovy nemoci. Proto se v současnosti hledají kovy, které by s Ti tvořily slitiny podobných mechanických vlastností, ale nepřinášely by výše zmíněná rizika. V současné době bylo prokázáno, že takovým kovem je niob (Nb). Důležitá je modifikace povrchu materiálů pomocí nejrůznějších technologií (termická, anodická, ve výboji a další), která ovlivňuje rozdělení náboje mezi povrchovými atomy. Elektronová struktura, kterou lze přímo studovat metodou Rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS), ovlivňuje interakci povrchu s molekulami plynů (dá se sledovat metodou Termodesorpční spektroskopie (TDS). Výzkum vlastností povrchu těchto materiálů představuje zajímavý fyzikální problém, ale současně se jedná o téma s možností širokých praktických aplikací. Navrhovaná práce má experimentálními metodami (XPS, TDS) nalézt charakteristické vlastnosti povrchu TiNb a porovnat chování různě připravených vzorků z hlediska vhodnosti pro medicínské využití. Vzorky bude připravovat RNDr. I. Jirka (konzultant). Předpokládáme, že ve Fyziologickém ústavu ČAV bude současně probíhat testování interakce vzorků s biologickými látkami. Tím se může vypsaná práce stát základem delší mezioborové spolupráce a přinést prakticky využitelné výsledky. http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/proj-abs.php?id=48 |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/proj-abs.php?id=48 |