Surface activation of biomaterials.

Nagarjun Elango

Diplomová práce

Anotace:

Diplomová práce se zabývá dezintegrací kostního cementu technologií Pulsating Water Jet. Ultrazvukem produkované pulzující vodní paprsky lze využít při artroplastických operacích k odstranění cementu z kyčelního kloubu méně invazivním způsobem. Tento experiment zkoumá optimální rychlost pojezdu, tlak a trysku pro dezintegraci kostního cementu. V tomto experimentu byla testována rychlost pohybu v = 0,5, 1, 1,5, 2 a 2,5 mm/s, provozní tlak p = 10, 15 a 20 MPa a typ trysky, krátká a dlouhá. Po ukončení experimentu se k měření hloubky rozpadu vzorku kostního cementu v mikronech použil optický profilometr MicroProf FRT. Výsledky ukázaly, že hloubka dezintegrace se zvyšovala se zvyšováním přívodního tlaku a snižováním rychlosti pojezdu při současném použití dlouhé trysky. Maximální hloubky 1199 µm bylo dosaženo při p = 20 MPa, v = 0,5 mm/s a dlouhé trysce. Studie otevírá prostor pro použití PWJ k minimálně invazivnímu postupu extrakce kostního cementu při revizní arthoplastice.

Abstract:

The diploma thesis deals with the disintegration of bone cement with Pulsating Water Jet technology. Ultrasonically produced pulsating water jets can be used in arthroplasty surgery to remove cement from the hip joint in a less intrusive way. This experiment investigates an optimal traverse speed, pressure, and nozzle for bone cement disintegration. In this experiment traverse speed, v = 0.5, 1, 1.5, 2, and 2.5 mm/s, operating pressure, p = 10, 15, and 20 MPa, and nozzle type, short and long were tested. After the experiment, MicroProf FRT optical profilometer is used to measure the bone cement sample disintegrated depth in microns. The results showed the disintegration depth increased with increase in the supply pressure and decrease in the traverse speed using long nozzle simultaneously. The maximum depth of 1199 µm was obtained with p = 20 MPa, v = 0.5 mm/s and long nozzle. The study opens a domain for PWJ to be used for minimal invasive procedure for extraction of bone cement during the revision arthroplasty.

Klíčová slova

Pulzující vodní paprskové obrábění, rozpad kostního cementu, eroze vodními kapkami, pracovní tlak, anatomický návrh trysky.

Keywords

Pulsating water jet machining, bone cement disintegration, water droplet erosion, operating pressure, anatomical design nozzle.

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 5. 6. 2023
• Vedoucí: Akash Nag
• Oponent: Radim Janeczko

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Magisterský studijní program:
Strojírenská technologie