Пористі полімерні остеопластичні композиційні матеріали
Автор: Гуменюк Христина Віталіївна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Гуменюк Х.В., Семенюк Н.Б. (керівник). Пористі полімерні остеопластичні композиційні матеріали. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація Одним із нових науково-технічних напрямків, які інтенсивно розвиваються, є розроблення полімерних біопластичних композиційних матеріалів, які здатні ефективно впливати на процеси регенерації та відновлення кісткової тканини. На даний час для створення ефективних остеопластичних конструкцій застосовують багато різних матеріалів, які відрізняються один від одного природою матеріалу і наповнювачів, а також принципом заміни кісткового дефекту [1-5]. Переваги полімерних біоматеріалів у порівнянні з металевими або керамічними матеріалами – це простота виготовлення композитів, що мають різні і складні форми, а також їх здатність володіти широким спектром фізико-механічних властивостей. Матеріали, які використовують для відновлення кісткових дефектів, повинні володіти специфічними властивостями, а саме вони повинні бути нетоксичними, біологічно сумісними з організмом, мати структуру, яка наближатися до структури кісткової тканини і має у своїй будові пори певних розмірів і форми для забезпечення повної заміну дефекту кістки і ініціювання процесів відновлення. Об’єкт дослідження: пористі полімерні остеопластичні композиційні матеріали. Предмет дослідження: закономірності одержання пористих полімерних композиційних матеріалів остеопластичного застосування, їхня структура та властивості. Мета дослідження: аналіз пористих полімерних остеопластичних композиційних матеріалів, порівняння способів їх одержання, встановлення взаємозв’язку умов синтезу зі структурою і властивостями таких матеріалів. У магістерській кваліфікаційній роботі узагальнено та проаналізовано вітчизняні та зарубіжні наукові літературні джерела, які присвячені такому класу полімерних композиційних матеріалів як пористі полімерні остеопластичні композиційні матеріалів. Опрацьовано та проаналізовано групи полімерів, які використовуються для формування пористих остеопластичних композиційних матеріалів, у тому числі матеріалів з наповнювачами різної природи. Встановлено вплив природи наповнювача на закономірності одержання таких матеріалів. Досліджено напрямки створення магнітних, біоактивних, структурно-функціональних і інших пористих полімерних композитів шляхом введення відповідних наповнювачів. Дана робота включає порівняльну характеристику методів формування пористих композиційних матеріалів та виділено основні методи одержання залежно від природи полімеру. У роботі подано характеристики пористих матеріалів залежно від методу формування. Досліджено основні характеристики пористих остеопластичних матеріалів такі як пористість, співвідношення площі поверхні до об’єму, розмір і форма пор і виявлено фактори впливу на них. Встановлено основні властивості пористих остеопластичних композиційних матеріалів, у тому числі і гідрогелевих. Встановлено, що морфологія пористих композитних матеріалів визначається природою полімеру, вмістом та природою наповнювача, методом формування та температурними режимами формування. Здійснено аналіз і порівняння фізико-механічних властивостей остеопластичних матеріалів, зокрема металів, кераміки і різної природи полімерів. Досліджено вплив природи полімеру, кількості і розмірів частинок гідроксіапатиту на такі фізико-механічні властивості пористих полімерних композитів, як міцність при розриві та модуль Юнга. Підтверджено, що зміною умов формування складом композиції та природою полімеру можна направлено регулювати фізико-механічні властивості пористих остеопластичних полімерних композиційних матеріалів. У роботі дослідженнями закономірностей одержання наночастинок срібла підтверджено фунгібактерицидні властивості полімерних композитів для остеопластики. Встановлено, що композити, які не містили у своєму складі наночастинок срібла, не проявили фунгібактерицидних властивостей. Проведено техніко-економічне обґрунтування проведених досліджень. Економічними розрахунками встановлено, що основними статтями витрат на проведення наукового дослідження є витрати на амортизацію обладнання та заробітну плату співробітників. Загальний кошторис витрат для даного дослідження становить 36817,98 грн. Магістерська кваліфікаційна робота складається із вступу, 4 розділів, висновків, списку використаних літературних джерел, що містить 230 посилань. Матеріали роботи викладено на 114 сторінках друкованого тексту, які містять 21 таблицю та 29 рисунків. Ключові слова: пористі полімери, біокомпозити, наповнювач, остеогенез, гідроксіапатит. Перелік використаних літературних джерел. 1. Udeni Gunathilake T.M. Sampath, Yern Chee Ching, Cheng Hock Chuah, Johari J. Sabariah and Pai-Chen Lin (2016). Fabrication of porous materials from natural/synthetic biopolymers and their composites. Materials 2016, 9, 991; doi:10.3390/ma9120991. 2. Semenyuk, N., Kostiv, U., Suberlyak, O., & Skorokhoda, V. (2013). Peculiarities of Filled Porous Hydrogels Production and Properties. Chemistry & Chemical Technology, 7(1), 95–99. doi: 10.23939/chcht07.01.095. 3. Skorokhoda, V., Semenyuk, N., Dziaman, I., & Suberlyak, O. (2016). Mineral Filled Porous Composites Based on Polyvinylpyrrolidone Copolymers with Bactericidal Properties. Chemistry & Chemical Technology, 10(2), 187–192. doi: 10.23939/chcht10.02.187. 4. Suberlyak, О. Skorokhoda, V., Kozlova, N., Melnyk, Yu., Semenyuk N. & N. Chopyk. (2014). The Polyvinylpyrrolidone Graft Copolymers and Soft Contact Lenses on Their Basis. Science Rise.5./3 (5). 52-57. doi: 10.15587/2313-8416.2014.33235. 5. Skorokhoda, V., Dziaman, I., Dudok, G., Skorokhoda, T., Bratychak, J. M., & Semenyuk, N. (2019). The Ultrasonic Effect on Obtaining and Properties of Osteoplastic Porous Composites. Chemistry & Chemical Technology, 13(4), 429–435. doi: 10.23939/chcht13.04.429.