Модифицирование поверхности биостабильных полимеров медицинского назначения в плазме магнетронного разряда

Ли, Влада Игоревна Научно-образовательный центр Б.П. Вейнберга (НОЦ Б.П. Вейнберга)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Полиэфирэфиркетон – перспективный полимер для ортопедических имплантатов. Целью работы является формирование кальций-фосфатных покрытий путем высокочастотного магнетронного распыления мишени из гидроксиапатита и изучение их физических свойств для повышения биоактивности полимера. В работе определены критические режимы формирования кальций-фосфатных покрытий на образцах ПЭЭК методом высокочастотного магнетронного распыления гидроксиапатитовой мишени, а также пути оптимизации.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13
1 Литературный обзор ……………………………………………………………………………… 15
1.1 Структура кости ………………………………………………………………………………. 15
1.2 Ортопедические имплантаты ……………………………………………………………. 17
1.3 Полиэфирэфиркетон ………………………………………………………………………… 20
1.4 Фосфаты кальция …………………………………………………………………………….. 21
1.5 Магнетронное распыление ……………………………………………………………….. 22
2. Материалы и методы …………………………………………………………………………… 26
3. Экспериментальная часть ……………………………………………………………………… 28
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 35
4.1 Организация и планирование работ ………………………………………………….. 35
4.2 Продолжительность этапов работ …………………………………………………….. 36
4.3 Расчет накопления готовности проекта …………………………………………….. 39
4.4 SWOT-анализ…………………………………………………………………………………… 40
4.5 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………………… 42
4.6 Расчет сметы на выполнение проекта ……………………………………………….. 44
4.7 Затраты на выполнение НТИ ……………………………………………………………. 44
4.7.1 Расчет затрат на материалы ………………………………………………………… 45
4.7.2 Расчет заработной платы…………………………………………………………….. 45
4.7.3 Расчет дополнительной заработной платы ………………………………….. 46
4.7.4 Расчет затрат на социальный налог …………………………………………….. 47
4.7.5 Контрагентные расходы ……………………………………………………………… 47
4.7.6 Накладные расходы ……………………………………………………………………. 48
4.7.7 Расчет амортизационных расходов ……………………………………………… 48
4.7.8 Расчет общей себестоимости разработки …………………………………….. 50
4.8 Реестр рисков проекта ……………………………………………………………………… 50
4.9 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………….. 52
5. Социальная ответственность ………………………………………………………………… 56
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 57
5.2 Производственная безопасность ………………………………………………………. 58
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов ………………………………………….. 59
5.3 Экологическая безопасность…………………………………………………………….. 68
5.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ……. 68
5.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду ….. 68
5.3.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ………….. 69
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 70
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований ……………………………………………………………………………………… 70
5.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории
при проведении исследований…………………………………………………………….. 70
5.4.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС …………………………………….. 71
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 73
Список публикаций ………………………………………………………………………………….. 74
Список литературы ………………………………………………………………………………….. 75
Приложение I …………………………………………………………………………………………… 80
Приложение II………………………………………………………………………………………….. 90

В ортопедии для регенерации костных тканей используются
металлические имплантаты с биоактивными покрытиями. Однако из-за
высокого, по сравнению с костью, модуля упругости металлов в месте
имплантации возможно возникновение локального некроза костной ткани и
остеопороза и не успех имплантации [1]. Для решения этих проблем ведется
поиск новых материалов и методов создания имплантатов, способствующих
сокращению сроков и повышению эффективности восстановления
поврежденных костных тканей. Одним из таких материалов является
полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) [2]. Благодаря своим механическим и
химическим свойствам, биосовместимости, рентгенопрозрачности, ПЭЭК
перспективен в качестве материала для ортопедических имплантатов [3].
Одно из главных достоинств ПЭЭК является относительно низкий
модуль упругости по отношению к металлам, а также возможность
изготовления из него изделий с помощью относительно простой и дешевой
технологии 3D-печати – метод послойного наплавления (англ. fused
deposition modeling, FDM) [4].
Однако ПЭЭК из-за низкой способности интегрироваться с живыми
тканями считается биоинертным [5]. Для повышения биоактивности и
остеоиндуктивных свойств на поверхность ПЭЭК можно по аналогии с
металлами наносить кальций-фосфатные покрытия [6].
Для осаждения биопокрытий используются различные технологии.
Электрохимические и высокотемпературные плазменные технологии,
применяемые для формирования биоактивных покрытий, не подходят для
полимерных материалов. Для модифицирования поверхности полимерных
имплантатов могут использоваться вакуумные ионно-плазменные методы, в
частности, для формирования кальций-фосфатных (КФ) покрытий –
высокочастотное (ВЧ) магнетронное распыление КФ мишеней [6].
Цель работы: формирование кальций-фосфатных (КФ) покрытий путем
высокочастотного магнетронного распыления (ВЧМР) мишени из
гидроксиапатита (ГАП) и изучение их физических свойств.
Задачи:
1. Определение верхнего порога мощности ВЧМР, при котором не
происходит деформации и изменение цвета образцов ПЭЭК.
2. Поиск оптимальной мощности ВЧМР, при которой удается
сформировать сплошные КФ покрытия на поверхности ПЭЭК.
3. Сформировать КФ покрытия при оптимальной мощности ВЧМР.
4. Исследование физических свойств полученных КФ покрытий.
Положение, выносимое на защиту: осаждение кальций-фосфатных
покрытий на полиэфирэфиркетон методом ВЧМР при давлении 0,5 Па,
удельной мощности 2,1 Вт/см2 и мощности 400 Вт приводит к увеличению
смачиваемости поверхности на 100%; при этом добавление промежуточного
титанового подслоя улучшает адгезию, которая несколько снижает
смачиваемость.
1.1 Структура кости

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Исследование структуры и свойств биоинертных сплавов системы Ti-Nb
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Кальций-фосфатные мишени для ВЧ-магнетронного осаждения биосовместимых покрытий
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)