Posouzení biokompatibility tenkých vrstev nanesených metodou PVD napařování elektrickým obloukem a jejich funkcionalizace

dc.contributorJirků Vladimír, prof. RNDr. DrSc. : 59966
dc.contributor.advisorSvobodová Lucie, Ing. Ph.D. : 60454
dc.contributor.authorCoufalová, Adéla
dc.contributor.otherBakalova Totka, Ing. Ph.D.;Lederer Tomáš, Ing. Ph.D.;Rosická Petra, Mgr.;Rysová Miroslava, Ing. Konzultant : 63158;59161;64493;62788
dc.date.accessioned2019-04-08T14:14:36Z
dc.date.available2019-04-08T14:14:36Z
dc.date.committed2018-5-14
dc.date.defense2018-6-14
dc.date.submitted2017-10-19
dc.date.updated2018-12-10
dc.degree.levelIng.
dc.description.abstractTato práce se zabývá vhodností tenkých vrstev karbonitrid titanu (TiCN) a karbonitrid chromu (CrCN) nanesených na nerezové oceli ČSN 10088-1 1.4404 pro biologické aplikace a funkcionalizací těchto tenkých vrstev. Prvním krokem diplomové práce byla volba různých modifikací, které by měly zajistit menší adhezi bakteriálních buněk k povrchu materiálu. Byla zvolena fotolitografická modifikace, potažení vzorků sol-gelem a úprava povrchu dvěma druhy plazmatu (argonovým a kyslíkovým). Fotolitografická úprava i metoda sol-gel byly v kombinaci se zkoumanými vrstvami vyhodnoceny jako nevhodné pro biomedicínské aplikace a v dalších krocích byly zkoumány především modifikace argonovým a kyslíkovým plazmatem.U vzorků byly porovnávány fyzikálně-chemické vlastnosti před a po plazmatické modifikaci povrchů. Byly sledovány především vlastnosti, které mají vliv na adhezi bakterií, tedy povrchová energie, drsnost a chemické složení povrchu. Dále byla měřena interakce mezi povrchem a bakteriálními kmeny Escherichia coli a Staphylococcus aureus. Vzhledem k potenciálnímu využití tenkých vrstev TiCN a CrCN pro biomedicínské aplikace byly vzorky podrobeny testům cytotoxicity pomocí myších fibroblastů 3T3.Cílem diplomové práce bylo vyhodnotit vliv jednotlivých antiadhezivních modifikací na fyzikálně-chemické vlastnosti, bakteriální interakci a cytotoxicitu povrchů tenkých vrstev TiCN a CrCN. Nejvýznamnější vliv na adhezi gramnegativního kmene Escherichia coli měla povrchová energie. Čím více byl vzorek hydrofilní, tím méně bakterií se na jeho povrchu po hodinovém kontaktu vzorku s bakteriální suspenzí uchy-tilo. Hydrofilního povrchu bylo v největší míře dosaženo díky modifikaci kyslíkovým plazmatem. U grampozitivního kmene Staphylococcus aureus bylo možné pozorovat souvislost mezi adhezí buněk a plošnou drsností povrchu. Čím větší hodnota plošné drsnosti byla u vzorku naměřena, tím méně bakterií na daný povrch adherovalo. Plošná drsnost povrchu se lehce zvýšila po použití obou druhů plazmatu, avšak pouze u pěti vzorků ze sedmi studovaných. Pomocí testů cytotoxicity byly vzorky před i po modifikaci vyhodnoceny jako biokompatibilní.cs
dc.description.abstractThis diploma thesis deals with the evaluation of thin layers of titanium carbonitride (TiCN) and chromium carbonitride (CrCN) coated on stainless steel ČSN 10088-1 1.4404 and their functionalization. The first step was the choice of various modifications which should ensure less adhesion of bacterial cells to the surface of the material. Photolithographic modification, sol-gel coating and surface treatment with two types of plasma (argon and oxygen) were selected. Both photolithography and sol-gel were evaluated as insufficiently resistant for biomedical applications in combination with the studied layers.The physicochemical properties of samples were studied before and after plasma modification of the surfaces. In particular, properties that influence the adhesion of bacteria (surface energy, roughness and chemical composition of the surface) have been studied. The effect of the surface properties on bacterial strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus was observed. Due to the potential use of thin films of TiCN and CrCN for biomedical applications, the samples were subjected to test of cytotoxicity using 3T3 mouse fibroblasts.The aim of the diploma thesis was to evaluate the influence of individual antiadhesive modifications on physicochemical properties, bacterial interaction and cytotoxicity of thin layers TiCN and CrCN. The surface energy had the most significant effect on the adhesion of the gram-negative strain E. coli. Lower number of bacterial cells adhered on hydrophilic samples. The hydrophilic surface was most extensively achieved due to oxygen plasma modification. The gram-positive strain of S. aureus was affected by surface roughness. The higher the surface roughness value of the sample, the less the bacteria adhered to the surface. Surface roughness slightly increased after the use of both plasma types, but only on five samples out of the seven. Using cytotoxicity assays, samples were evaluated as biocompatible.en
dc.description.mark
dc.format71 s. (105 500 znaků)
dc.format.extentTabulky 1 ROM
dc.identifier.signatureV 201900322
dc.identifier.urihttps://dspace.tul.cz/handle/15240/151992
dc.language.isocs
dc.relation.isbasedon[1] VASEASHTA, A. K., MIHAILESCU, I. N.: Functionalized Nanoscale Materials, Devices and Systems. Springer Science & Business Media, ISBN 978-1-4020-8903-9, 2008.
dc.relation.isbasedon[2] SUTARIYA, V. B., PATHAK, Y.: Biointeractions of Nanomaterials. CRC Press, ISBN 978-1-4665-8238-5, 2014.
dc.relation.isbasedon[3] NAZARPOUR, S.: Thin Films and Coatings in Biology. Springer Science & Business Media, ISBN 978-94-007-2592-8, 2013.
dc.relation.isbasedon[4] REDDY B.: Advances in Diverse Industrial Applications of Nanocomposites, ISBN 978-953-307-202-9
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26cs
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26en
dc.rights.urihttps://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.urihttps://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subjecttenké vrstvycs
dc.subjectimplantátycs
dc.subjectbiokompatibilitacs
dc.subjectmodifikacecs
dc.subjectplazmacs
dc.subjectthin layersen
dc.subjectimplantsen
dc.subjectbiocompatibilityen
dc.subjectmodificationsen
dc.subjectplasmaen
dc.subject.verbisthin filmsen
dc.titlePosouzení biokompatibility tenkých vrstev nanesených metodou PVD napařování elektrickým obloukem a jejich funkcionalizacecs
dc.titleBiocompatibility assessment of thin layers deposited by PVD evaporation arc and their functionalizationen
dc.title.alternativecs
dc.typediplomová prácecs
local.degree.abbreviationNavazující
local.degree.disciplineNA-N
local.degree.programmeNanotechnologie
local.degree.programmeabbreviationN3942
local.department.abbreviationNTI
local.facultyFakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studiícs
local.faculty.abbreviationFM
local.identifier.authorM16000157
local.identifier.stag36929
local.identifier.verbiskpw06570599
local.note.administratorsautomat
local.poradovecislo322
local.verbis.aktualizace2019-10-05 07:21:42cs
local.verbis.studijniprogramNTI Nanotechnologie/Nanomateriálycs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 4 of 4
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Coufalova__posudek_oponenta.pdf
Size:
588.28 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_oponenta_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Diplomova_prace_2018_Adela_Coufalova.pdf
Size:
8.87 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Coufalova__posudek_vedouciho.pdf
Size:
622.44 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_vedouciho_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
ProtokolSPrubehemObhajobySTAG.pdf
Size:
18.15 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Prubeh_obhajoby_VSKP