Combined oxide layers for detection of pH changes

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F21%3A43923842" target="_blank" >RIV/60461373:22310/21:43923842 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Kombinované oxidické vrstvy pro detekci změn pH

Original language description

Defekty kostní tkáně, ať už způsobené nemocí nebo úrazem, jsou dnes řešeny pomocí kovových biomateriálů. Implantace kolenních a kyčelních kloubů je dnes běžná záležitost, ale i přes dodržení veškerých hygienických standardů během operace a následné rekonvalescence může dojít k zánětu, což prodlužuje pobyt pacienta v nemocnici a prodražuje celou léčbu. Právě povrch implantátu je ideálním místem k adhezi bakterií a rozvoji infekce, ta je ve většině případů způsobena mikroorganismy, jako například Escherichia coli nebo Staphylococcus aureus. Metabolická aktivita bakterií následně vede k lokálnímu snížení pH, které je pro takto zasažené oblasti typické. Právě změny pH by se dalo využít k včasné detekci infekce a nasazení léčby, jelikož by senzor byl součástí samotného implantátu. Jako možný senzor pro snímání změny pH byla zvolena anodickou oxidací vytvořená nanostruktura, na kterou bylo různými metodami deponováno ruthenium. Pro deponování Ru na povrch byla zvolena galvanostatická depozice, cyklická polarizace a potenciostatická depozice, která se projevila jako nejvhodnější. Následně byla u vybraných vzorků provedena oxidace pro získání povrchu s kombinací dvou oxidů. Všechny vytvořené povrchy byly charakterizovány XPS analýzou, která prokázala úspěšnou oxidaci. Pro sledování elektrochemické odezvy na změnu pH fyziologického roztoku byl vyhodnocován průběh samovolného korozního potenciálu, polarizačního odporu, elektrochemická impedanční spektroskopie a Mott-Schottkyho křivky. Ze všech vyhodnocených měření vyplívá, že systém s kombinovanou oxidickou vrstvou by mohl být využit jako senzor pro zjištění změny pH způsobené bakteriální infekcí.

Czech name

Kombinované oxidické vrstvy pro detekci změn pH

Czech description

Defekty kostní tkáně, ať už způsobené nemocí nebo úrazem, jsou dnes řešeny pomocí kovových biomateriálů. Implantace kolenních a kyčelních kloubů je dnes běžná záležitost, ale i přes dodržení veškerých hygienických standardů během operace a následné rekonvalescence může dojít k zánětu, což prodlužuje pobyt pacienta v nemocnici a prodražuje celou léčbu. Právě povrch implantátu je ideálním místem k adhezi bakterií a rozvoji infekce, ta je ve většině případů způsobena mikroorganismy, jako například Escherichia coli nebo Staphylococcus aureus. Metabolická aktivita bakterií následně vede k lokálnímu snížení pH, které je pro takto zasažené oblasti typické. Právě změny pH by se dalo využít k včasné detekci infekce a nasazení léčby, jelikož by senzor byl součástí samotného implantátu. Jako možný senzor pro snímání změny pH byla zvolena anodickou oxidací vytvořená nanostruktura, na kterou bylo různými metodami deponováno ruthenium. Pro deponování Ru na povrch byla zvolena galvanostatická depozice, cyklická polarizace a potenciostatická depozice, která se projevila jako nejvhodnější. Následně byla u vybraných vzorků provedena oxidace pro získání povrchu s kombinací dvou oxidů. Všechny vytvořené povrchy byly charakterizovány XPS analýzou, která prokázala úspěšnou oxidaci. Pro sledování elektrochemické odezvy na změnu pH fyziologického roztoku byl vyhodnocován průběh samovolného korozního potenciálu, polarizačního odporu, elektrochemická impedanční spektroskopie a Mott-Schottkyho křivky. Ze všech vyhodnocených měření vyplívá, že systém s kombinovanou oxidickou vrstvou by mohl být využit jako senzor pro zjištění změny pH způsobené bakteriální infekcí.

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

20501 - Materials engineering

Project

<a href="/en/project/NU20-06-00424" target="_blank" >NU20-06-00424: Implantable sensors for early detection of infection and bacterial colonization</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2021

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů