Bioaktivní fosforečnanová skla

Abstract

V této bakalářské práci byla připravena a následně studována skla systému xTiO2 - (25-x)CaO - 25ZnO - 50P2O5, kde x = 0, 1, 5 a 10. Celkem byly připraveny 4 vzorky skel. Všechna připravená skla byla homogenní a jejich zbarvení záviselo na použitém množství přechodného kovu, titanu. Tato skla byla pro studium zvolena z hlediska potenciálního použití jako biokompatibilní materiály. Připravené vzorky byly popsány pomocí měrné hmotnosti, molárního objemu, povrchové energie. Dále byla zjištěna teplota skelné transformace, teplota měknutí a koeficient teplotní roztažnosti. Struktura připravených skel byla studována pomocí Ramanovy spektroskopie a nukleární magnetické rezonance (31P MAS NMR). Kvalita povrchu studovaných skel byla vyhodnocena pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu povrchové energie. Pozornost byla také věnována studiu degradace připravených skel ve vodném prostředí, protože se jedná o důležitou vlastnost při medicínském využití. Závislost měrné hmotnosti, molárního objemu, koeficientu teplotní roztažnosti, teploty skelné transformace a teploty měknutí na obsahu oxidu titaničitého, ukázaly, že záměna oxidu vápenatého za oxid titaničitý vede ke zvýšení kompaktnosti a pevnosti struktury studovaných skel. Ramanova spektroskopie a nukleární magnetická rezonance ukázaly, že záměna dvoumocného vápníku čtyřmocným titanem způsobuje změnu ve struktuře skel, došlo k většímu zesíťování a tedy zpevňování struktury, což se projevilo výrazně na snížení rozpustnosti. Naměřené a vyhodnocené kontaktní úhly prokázaly, že povrch fosforečnanových skel je polární a tedy dobře smáčivý a hydrofilní, přičemž tyto vlastnosti nejsou významně ovlivňovány zvyšující se koncentrací titanu. Na závěr byla otestována i možnost přípravy vrstvy z připraveného skla na titanový podklad. Výsledkem byla sklokeramická vrstva, která byla charakterizována pomocí rentgenové strukturní analýzy (XRD) a optické mikroskopie. Bylo zjištěno, že krystalickou fázi tvoří difosforečnan titaničitý.