Ультратонкие NO-содержащие кальций-фосфатные покрытия для титановых имплантатов

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Миклашевич, Леонид Андреевич Научно-образовательный центр Б.П. Вейнберга (НОЦ Б.П. Вейнберга)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В процессе исследования осаждались кальций-фосфатные покрытия, модифицированные NO и определялось оптимальное соотношение рабочий газ / реактивный газ при заданных параметрах для обеспечения максимальной жизнеспособности клеток.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 17

1 Литературный обзор …………………………………………………………………………… 20

1.1. Кальций фосфаты …………………………………………………………………………. 20

1.2. Сплавы титана в медицине ……………………………………………………………. 22

1.3. Роль оксидов азота в организме человека ………………………………………. 25

1.4. Магнетронная распылительная система ………………………………………… 28

1.4.1. Принцип магнетронного распыления ………………………………………. 28

1.4.2. Высокочастотное магнетронное распыление ……………………………. 31

2 Материалы и методы ………………………………………………………………………….. 33

2.1. Получение покрытий …………………………………………………………………….. 33

2.2. Методы исследования …………………………………………………………………… 34

3 Анализ результатов …………………………………………………………………………….. 36

3.1. Оптическая эмиссионная спектроскопия ……………………………………….. 36

3.2. Атомно-силовая микроскопия……………………………………………………….. 37

3.3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS)…………………… 39

3.4. Биологические исследования ………………………………………………………… 43

3.4.1. Количество живых клеток и общее число клеток……………………… 43

3.4.2. Определение в культуре ММСК экспрессии мРНК генов,
ассоциированных с дифференцировкой в остеогенном направлении …… 45

Выводы ……………………………………………………………………………………………………. 48

Заключение ……………………………………………………………………………………………… 49

Благодарности………………………………………………………………………………………….. 50

4 Социальная ответственность ………………………………………………………………. 51

Введение……………………………………………………………………………………………….. 51
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности … 52

4.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства …….. 52

4.1.2 Эргономические требования к рабочей зоне …………………………….. 52

4.2 Производственная безопасность ……………………………………………………. 53

4.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, создаваемых объектом
исследования ……………………………………………………………………………………… 55

4.2.2 Анализ вредных и опасных факторов, возникающих в
лаборатории при проведении исследований ………………………………………… 55

4.2.3 Вредные факторы ……………………………………………………………………. 55

4.2.4 Опасные факторы ……………………………………………………………………. 60

4.2.5 Требования безопасности при хранении и применении газовых
баллонов …………………………………………………………………………………………….. 63

4.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………. 65

4.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду … 65

4.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду . 65

4.3.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды……….. 65

4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………. 66

4.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований ……………………………………………………………………………………… 66

4.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории
при проведении исследований…………………………………………………………….. 66

4.4.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС …………………………………….. 67

5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 69

5.1 Организация и планирование работ ………………………………………………. 70

5.2 Продолжительность этапов работ………………………………………………….. 71
5.3 Расчет накопления готовности проекта …………………………………………. 76

5.4 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………….. 77

5.5 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………………… 78

5.6 Расчет сметы на выполнение проекта ……………………………………………. 80

5.7 Затраты на выполнение НТИ…………………………………………………………. 81

5.7.1 Расчет затрат на материалы……………………………………………………… 81

5.7.2 Расчет заработной платы …………………………………………………………. 82

5.7.3 Расчет дополнительной заработной платы ……………………………….. 83

5.7.1 Отчисления во внебюджетные фонды ……………………………………… 84

5.7.2 Расчет затрат на социальный налог ………………………………………….. 84

5.7.3 Контрагентные расходы ………………………………………………………….. 84

5.7.4 Накладные расходы…………………………………………………………………. 85

5.7.5 Расчет амортизационных расходов ………………………………………….. 85

5.7.6 Расчет общей себестоимости разработки …………………………………. 87

5.8 Реестр рисков проекта …………………………………………………………………… 87

5.9 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………. 88

Заключение …………………………………………………………………………………………… 92

Список источников ………………………………………………………………………………….. 93

Развитие общества и техники привело к увеличению средней
продолжительности жизни человека, населения Земли, количества
автотранспорта на дорогах. Рост числа возрастных заболеваний и отсутствие
прогресса в борьбе с бытовым травматизмом обуславливают актуальность
имплантологии и медицинского материаловедения. По данным Всемирной
организации здравоохранения, в мире насчитывается от 110 до 190 млн.
человек с ограниченными возможностями [1].
Несмотря на очевидность необходимости развития реконструктивной
хирургии и ортопедии, за последнее столетие не наблюдается повышения
качества и скорости сращивания переломов. Отсутствие прогресса в данной
области обусловлено дефицитом современных материалов медицинского
назначения. К примеру, наблюдается серьезный дефицит материалов,
предназначенных для восстановления крупных дефектов и патологий
структуры костной ткани, в травмотологии и краниофациальной хирургии.
Традиционно в качестве конструкционной основы для изготовления
имплантатов, предназначенных для восстановления костной ткани,
используются металлы и их сплавы. Выбор данного класса материалов как
основы для изготовления имплантатов обусловлен их оптимальными
механическими свойствами, такими как прочность, сопротивление усталости,
модуль упругости и тд. Существенным недостатком металлов является их
недостаточная биосовместимость. Кроме того, нахождение металлического
имплантата в организме может вызвать заболевание металлоз, которое
проявляется в интоксикации тканей в области нахождения имплантата.
Использование титана в качестве материала имплантата позволяет
свести к минимуму риски, связанные с отторжением. Также его прочностные
характеристики близки к костным, что позволяет имлантату вести себя как
часть костной структуры, повреждаясь и деформируясь также, как и
прилегающие кости.
Для повышения биосовместимости металлических имплантатов
применяют различные защитные покрытия. Наиболее распространенными
покрытиями, используемыми для этих целей, являются кальций-фосфаты
(КФ). Распространенность КФ обусловлена близостью их химического
состава к составу минеральной части человеческой кости. Одним из наиболее
распространенных КФ материалов является гидроксиапатит (ГАП,
Ca10(PO4)(OH)2). Он сочетает в себе высокую биоактивность со
стабильностью в телесной жидкости человека, что позволяет улучшить
остеоинтеграцию имплантатов без риска полного растворения покрытия и
оголения металлической поверхности.
Нанесение КФ покрытий осуществляется различными методами:
плазменное напыление, электрохимическое, микродуговое оксидирование,
высокочастотное магнетронное распыление и т.д. Поскольку одно из
основных требований к покрытиям является их хорошая адгезия к титановым
имплантатам, в нашей работе был выбран метод высокочастотного
магнетронного распыления (ВЧМР). К достоинствам этого метода можно
отнести возможность контроля химического состава покрытия, высокая
адгезионная способность полученных покрытий, а также простоты
эксплуатации.
Несмотря на тот факт, что КФ покрытия, полученные методом ВЧМР,
активно исследуются уже несколько десятилетий, данная тема сохраняет
актуальность и в настоящее время. Публикуется множество работ по
формированию композитных КФ покрытий, осаждаемых методом ВЧМР [2–
4]. Также активно исследуются покрытия, содержащие в своем составе
разного рода ионные замещения и примеси [5–7].
Известно, что оксид азота (NO) играет важную биологическую роль в
организме человека. Все разновидности его биологических эффектов можно
представить как регулирующее воздействие на тонус сосудов, адгезию
клеток, проницаемость сосудов и так далее [8]. Следует отметить, что NO
выполняет важную функцию по регулированию кровотока, расширяя или
сужая просвет кровеносных сосудов в соответствии с необходимостью.
В научной литературе не было обнаружено публикаций, описывающих
формирование NO-содержащих КФ покрытий методом реактивного ВЧМР.
Мы полагаем, что распыление КФ материалов в азот-содержащей среде
позволит сформировать покрытие, содержащее в своей структуре NO.
Присутствие NO в КФ покрытии может благотворно отразиться на
ангеогенезе, повысить локальный метаболизм и улучшить биоактивность
изделия в целом.
В данной работе проводилось распыление твердотельной ГАП мишени
методом реактивного ВЧМР в атмосфере смеси аргона и азота при различных
объемных концентрациях.
Целью работы является формирование NO-содержащих КФ покрытий
методом реактивного ВЧМР, исследование их морфологии, физико-
химических и биологических свойств.

1) Определен коммерческий потенциал, а также сильные и слабые
стороны проекта. SWOT анализ представлен в таблице 3.4, основной угрозой
проекта является бюджет проекта и качество исходных материалов.
2) Составлен план-график работ, представлен в таблице 5.2.2.
Продолжительность проектирования составляет 5 месяцев. Количество
рабочих дней составляет 140.
3) Выполнен расчет затрат на выполнение НТИ. Полученные данные
представлены в таблице 5.7.6, и бюджет работ составил 422612 руб.

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 «Ультратонкие NO-содержащие кальций-фосфатные покрытия для титановых имплантатов»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 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
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 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
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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