Синтез и исследование гибридных биодеградируемых скэффолдов, содержащих магнетит

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Карпенко, Екатерина Сергеевна Отделение экспериментальной физики (ОЭФ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Работа направлена на получение и исследование свойств гибридных биодеградируемых скэффолдов на основе ПГБ, содержащих магнетит, для применения в области восстановления поврежденных тканей. Было описано влияние добавления Fe3O4 на структуру, фазовый состав, магнитные свойства, механические свойства полученных образцов.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 16
1 Получение биоматериалов на основе полиоксиалканоатов и исследование их
свойств для биомедицинских применений ……………………………………………………. 18
1.1 Полиоксиалканоаты как биоматериалы: основные представители, их
свойства, структура …………………………………………………………………………………… 18
1.2 Улучшение свойств полигидроксибутирата с помощью различных
материалов-добавок ………………………………………………………………………………….. 20
1.3 Способы получения полимерных биоматериалов …………………………………. 24
1.3.1 Экструзия со вспенивателями ………………………………………………………… 24
1.3.2 Компрессионное формование-выщелачивание частиц ……………………. 25
1.3.3 Литье в растворитель-выщелачивание частиц ………………………………… 26
1.3.4 Матрицы, полученные методами замораживания-экстракции и
замораживания-гелеобразования ……………………………………………………………. 26
1.3.5 Электроформование……………………………………………………………………….. 28
2 Материалы и методы исследования …………………………………………………………… 30
2.1 Материалы и реактивы ………………………………………………………………………… 30
2.3 Методы исследования………………………………………………………………………….. 32
2.3.1 Сканирующая электронная микроскопия ……………………………………….. 32
2.3.2 Рентгенофазовый анализ ………………………………………………………………… 34
2.3.3 Рамановская спектроскопия……………………………………………………………. 35
2.3.4 Исследование намагниченности……………………………………………………… 36
2.3.5 Исследование физико-механических свойств …………………………………. 37
3 Результаты и их обсуждение ……………………………………………………………………… 39
3.1 Влияние содержания магнетита на морфологию поверхности и фазовый
состав скэффолдов ……………………………………………………………………………………. 39
3.2 Влияние добавления магнетита на магнитные свойства скэффолдов…….. 46
3.3 Исследование влияние магнетита на механические свойства скэффолдов48
4 Финансовый менеджемент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ….. 53
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………………. 53
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………. 54
4.3 SWOT-анализ………………………………………………………………………………………. 57
4.4 Организационная структура проекта ……………………………………………………. 60
4.5 Ограничения и допущения проекта ……………………………………………………… 61
4.6 План проекта……………………………………………………………………………………….. 61
4.7 Разработка графика проведения НИОКР ……………………………………………… 63
4.8 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………………… 65
4.9 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (за вычетом
отходов) ……………………………………………………………………………………………………. 65
4.10 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ … 66
4.11 Основная заработная плата исполнителей темы …………………………………. 67
4.12 Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала
…………………………………………………………………………………………………………………. 69
4.13 Отчисления во внебюджетные фонды ………………………………………………… 70
4.14 Накладные расходы …………………………………………………………………………… 71
4.15 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта ….. 71
4.16 Реестр рисков проекта ……………………………………………………………………….. 72
4.17 Оценка сравнительной эффективности исследования …………………………. 73
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 78
Введение…………………………………………………………………………………………………… 78
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………. 78
5.1.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя) правовые
нормы трудового законодательства ………………………………………………………… 78
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя ………………………………………………………………………………………… 79
5.2 Производственная безопасность ………………………………………………………….. 81
5.2.1 Анализ вредных производственных факторов ………………………………… 82
5.2.1.1 Повышенный уровень локальной вибрации ………………………………. 82
5.2.1.2 Повышенный уровень шума ……………………………………………………… 83
5.2.1.3 Недостаточная освещенность рабочего места ……………………………. 84
5.2.1.4 Отклонение показателей микроклимата ……………………………………. 88
5.2.2 Анализ опасных факторов ……………………………………………………………… 89
5.2.2.1 Повышенное значение напряжения в электрической цепи,
замыкание которой может пройти через тело человека ………………………… 89
5.3 Экологическая безопасность………………………………………………………………… 91
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 92
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории при
проведении исследований ………………………………………………………………………. 92
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС ………………………………………… 93
Выводы по разделу «Социальная ответственность» …………………………………… 95
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 96
Список литературы ……………………………………………………………………………………… 97

Восстановление поврежденных тканей является важной областью
применения волокнистых полимерных материалов, называемых скэффолдами.
Высокая пористость и волокнистая структура скэффолдов способствует адгезии
и пролиферации клеток [1, 2]. Множество исследований показывают успешное
применение скэффолдов за счет их свойства биодеградации [3, 4].
Биодеградируемые полимеры являются перспективным материалом за счет
возможности их применения в таких областях как регенеративная медицина,
выращивание тканей и контролируемая доставка лекарств [5].
В последнее время начали активно исследоваться пьезоэлектрические
свойства полимеров для применения в области биомедицины [6]. Было выявлено,
что заряженная поверхность, которая образуется при деформации
пьезоэлектрического материала, положительно влияет на такие свойства клеток
как адгезию, рост и морфологию [7]. По сравнению с пьезоэлектрической
керамикой, которая обладает высокими пьезоэлектрическими константами,
пьезоэлектрические полимеры являются гибкими материалами, а некоторые из
них являются биодеградируемыми, что является существенным преимуществом
для потенциального их применения в области биомедицины.
Полигидроксибутират (ПГБ) является наиболее распространенным
синтетическим полимером за счет своей биосовместимости, биодеградации и
отсутствию цитотоксичности. Кроме того, за счет асимметричности
кристаллической решетки, ПГБ обладает пьезоэлектрическими свойствами [8].
Однако ПГБ обладает низкими пьезоэлектрическими константами (1,6-2 пКл/Н)
[9]. Таким образом, для улучшения свойств ПГБ скэффолдов необходимо
увеличение их пьезоэлектрических свойств.
Оксид железа (Fe3O4) продемонстрировал большой потенциал в
различных биомедицинских областях благодаря своим уникальным свойствам,
таким как магнитно-резонансная томография, биологическое разделение,
адресная доставка лекарств, биосенсоры и гипертермия рака [10-15]. Fe3O4
обладает магнитными свойствами, что в свою очередь позволит улучшить
пьезоэлектрические свойства ПГБ скэффолдов. Все вышеперечисленные
свойства Fe3O4 важны с точки зрения его применения в биомедицинской области
и делают Fe3O4 хорошим кандидатом для модифицирования скэффолдов.
Таким образом, цель данной работы заключается в получении и
исследовании свойств гибридных биодеградируемых скэффолдов на основе
ПГБ, содержащих магнетит. Для достижения поставленной цели нужно было
выполнить ряд задач:
 получение скэффолдов на основе ПГБ с магнетитом методом
электроформования;
 исследование влияния магнетита на структуру и фазовый состав
скэффолдов;
 исследование магнитных свойств для применения в области
биомедицины;
 исследование влияния магнетита на механические свойства
полученных скэффолдов.
Положение, выносимое на защиту:
 Добавление магнетита придает магнитные свойства получаемым
полимерным биодеградируемым скэффолдам ПГБ/Fe3O4 с незначительным
уменьшением механических характеристик.

В ходе работы были получены полимерные волокнистые скэффолды
ПГБ/Fe3O4 методом электроформования. Было изучено влияние Fe3O4 на
различные свойства полимерных волокнистых скэффолдов.
Проведенные исследования показали, что полученные ПГБ/Fe3O4
скэффолды обладают пористой, волокнистой структурой из случайно
ориентированных волокон со средним диаметров волокон для ПГБ – 2,8 ± 0,3
мкм, для ПГБ/Fe3O4 – 3,0 ± 0,2 мкм. Видно, что магнетит незначительно
увеличивает диаметр волокон. Оптические снимки скэффолдов показали, что
Fe3O4 распределен по объему волокна ПГБ.
Результаты рентгенофазового анализа подтвердили наличие чистого по
фазовому составу Fe3O4. Из спектров комбинационного рассеяния света были
обнаружены валентные симметричные колебания Fe – O магнетита в скэффолде
ПГБ/Fe3O4.
Исследование магнитных свойств показало, что добавление магнетита в
структуру полимера ПГБ способствует приданию магнитных свойств скэффолду
ПГБ/Fe3O4, значение намагниченности для ПГБ/Fe3O4 получилось равным 6,32
Гс*см3/г.
Влияние Fe3O4 на механические свойства скэффолда ПГБ/Fe3O4 в
сравнении с чистым ПГБ показало, что удлинение при растяжении уменьшилось
на ~ 46 % от 4,91 до 2,67 мм. Предел прочности также уменьшился на ~ 32 % от
1,37 до 1,14 МПа.

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

    Читать «Синтез и исследование гибридных биодеградируемых скэффолдов, содержащих магнетит»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету

    Модифицирование поверхности полученного с помощью аддитивной технологии титанового сплава Ti-6Al-4V
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Изучение процессов термостимулированного и неравновесного выхода изотопов водорода из Pd, Ni, Pt, Zr, Ti
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)