Analýza mazání TEP kyčle s využitím fluorescenční mikroskopie
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá experimentální analýzou mazání totální endoprotézy kyčle s využitím fluorescenční mikroskopie, přičemž se jedná o vůbec první práci zaměřenou na takzvané měkké kloubní páry. Experimenty byly provedeny na simulátoru kyčelního kloubu, který byl upraven a odladěn pro účely fluorescenční mikroskopie. Cílem bylo stanovit vliv jednotlivých složek synoviální tekutiny na proces mazání. Pro tyto účely byly navrhnuty rozdílné modelové kapaliny, které reprezentovaly složením, obsahem proteinů a ostatními složkami lidskou synoviální kapalinu. Experimenty byly rozčleněny na experimenty sledující vliv proteinu albuminu, -globulinu a kyseliny hyaluronové při procesu mazání. Dále byly experimenty rozčleněny podle způsobu zátěže do dvou kategorií na experimenty probíhající při dynamickém zatížení (reprezentující chůzi) a kombinovaném zatížení (reprezentující stání a krátkodobou chůzi). Výstupem z provedených experimentů byly hodnoty fluorescenční intenzity popisující mazání v závislosti na čase, které představovaly bezrozměrný parametr tloušťky mazacího filmu. Tyto hodnoty byly zaznamenány do grafů a doplněny o fluorescenční snímky z charakteristických částí měření. Takto naměřená data byla následně konfrontována s doposud publikovanými články. Výsledky ukázaly, že z hlediska formování filmu je zásadní složkou synoviální kapaliny protein albumin, zatímco protein -globulin společně s kyselinou hyaluronovou formují tenkou stabilní vrstvu, na kterou následně adsorbuje právě albumin.
This diploma thesis deals with an experimental analysis of lubrication of total hip joint replacement using fluorescence microscopy, focusing on so-called soft bearing pairs. Experiments were realized using a hip joint simulator, which was modified and refined for fluorescence microscopy. The aim of this diploma thesis was to determine the effect of the individual components of the synovial fluid on the lubrication mechanisms. For this purpose, different model fluids were designed to represent the composition of proteins and other synovial fluid constituents to elucidate the effect of albumin, -globulin and hyaluronic acid on the resulting lubrication performance. The experiments were separate into two categories different in type of load, dynamic (representative walking) and combined (representing standing with short walk). The experimental results were time-dependent fluorescence intensity values, representing dimensionless film thickness parameters. The values were recorded on the graphs and supplemented with fluorescence images taken during the characteristic sections of the measurements. The measured data was subsequently confronted with previously published articles. It was found that the dominant constituent responsible form film thickness is albumin, while -globulin and hyaluronic acid forms thin stable layer enhancing adsorption ability of albumin which contributes to increase of film thickness eventually.
This diploma thesis deals with an experimental analysis of lubrication of total hip joint replacement using fluorescence microscopy, focusing on so-called soft bearing pairs. Experiments were realized using a hip joint simulator, which was modified and refined for fluorescence microscopy. The aim of this diploma thesis was to determine the effect of the individual components of the synovial fluid on the lubrication mechanisms. For this purpose, different model fluids were designed to represent the composition of proteins and other synovial fluid constituents to elucidate the effect of albumin, -globulin and hyaluronic acid on the resulting lubrication performance. The experiments were separate into two categories different in type of load, dynamic (representative walking) and combined (representing standing with short walk). The experimental results were time-dependent fluorescence intensity values, representing dimensionless film thickness parameters. The values were recorded on the graphs and supplemented with fluorescence images taken during the characteristic sections of the measurements. The measured data was subsequently confronted with previously published articles. It was found that the dominant constituent responsible form film thickness is albumin, while -globulin and hyaluronic acid forms thin stable layer enhancing adsorption ability of albumin which contributes to increase of film thickness eventually.
Description
Citation
TKADLEC, T. Analýza mazání TEP kyčle s využitím fluorescenční mikroskopie [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
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. Daniel Koutný, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. František Lofaj, DrSc. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)
Ing. Bronislav Růžička, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Čermák, Ph.D., MBA (člen)
prof. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2018-06-11
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení