Iridium oxides for pH change detection

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F22%3A43925157" target="_blank" >RIV/60461373:22310/22:43925157 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Oxidy iridia pro detekci změn pH

Original language description

U všech chirurgických zákroků existuje riziko infekce a v případě použití implantátu se toto riziko zvyšuje. Nejenže je ohroženo zdraví pacienta a je zatížen dlouhodobou léčbou, ale zvyšují se i finanční náklady spojené s léčbou. Zejména odhalení opožděné infekce je navzdory současným metodám obtížný úkol, protože musí dojít ke klinickým projevům. V době, kdy bakterie ulpí na povrchu implantátu, je již pro imunitní systém pacienta obtížné zabránit tvorbě biofilmu. Mezi hlavní původce infekcí spojených s implantáty patří Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Pseudomonas aeruginosa a rod Streptococcus. Všechny tyto mikroorganismy produkují při svých metabolických procesech kyselé produkty, které ovlivňují pH okolní tkáně. Možnost snímání pH v okolí implantátu by mohl být způsob zachycení infekce v počátečních fázích a mohl by vést k rychlejší aplikaci léčby, a tím zvýšit její účinnost. V této souvislosti by bylo nejlepší, kdyby byl senzor pH přímo součástí implantátu nebo byl v jeho nejbližším okolí. Nejběžnější slitiny používané pro výrobu implantátů jsou slitiny titanu. Titan a jeho slitiny se vyznačují pasivní povrchovou vrstvou TiO2, která může být modifikována. Tyto oxidy vykazují téměř Nernstovskou odezvu (0,059 V/pH). Ke zvýšení jejich odezvy lze použít i jiné oxidy kovů, včetně IrO2. Jako základní materiál byl zvolen Ti-6Al-4V, na jehož povrch bylo různými metodami deponováno iridium. K potvrzení přítomnosti iridia na povrchu vzorků byla použita energiová disperzní spektroskopie (EDS) a k charakterizaci povrchu byla využita rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS). Pro sledování elektrochemické odezvy na změnu pH fyziologického roztoku byl vyhodnocován průběh samovolného korozního potenciálu, polarizačního odporu a elektrochemické impedanční spektroskopie.Opakovaná měření s dynamičtějšími změnami pH ukázala, že systém směsných oxidů TiO2/IrOx si zachovává své vlastnosti a je schopen rychle detekovat změnu pH ve fyziologickém roztoku.

Czech name

Oxidy iridia pro detekci změn pH

Czech description

U všech chirurgických zákroků existuje riziko infekce a v případě použití implantátu se toto riziko zvyšuje. Nejenže je ohroženo zdraví pacienta a je zatížen dlouhodobou léčbou, ale zvyšují se i finanční náklady spojené s léčbou. Zejména odhalení opožděné infekce je navzdory současným metodám obtížný úkol, protože musí dojít ke klinickým projevům. V době, kdy bakterie ulpí na povrchu implantátu, je již pro imunitní systém pacienta obtížné zabránit tvorbě biofilmu. Mezi hlavní původce infekcí spojených s implantáty patří Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Pseudomonas aeruginosa a rod Streptococcus. Všechny tyto mikroorganismy produkují při svých metabolických procesech kyselé produkty, které ovlivňují pH okolní tkáně. Možnost snímání pH v okolí implantátu by mohl být způsob zachycení infekce v počátečních fázích a mohl by vést k rychlejší aplikaci léčby, a tím zvýšit její účinnost. V této souvislosti by bylo nejlepší, kdyby byl senzor pH přímo součástí implantátu nebo byl v jeho nejbližším okolí. Nejběžnější slitiny používané pro výrobu implantátů jsou slitiny titanu. Titan a jeho slitiny se vyznačují pasivní povrchovou vrstvou TiO2, která může být modifikována. Tyto oxidy vykazují téměř Nernstovskou odezvu (0,059 V/pH). Ke zvýšení jejich odezvy lze použít i jiné oxidy kovů, včetně IrO2. Jako základní materiál byl zvolen Ti-6Al-4V, na jehož povrch bylo různými metodami deponováno iridium. K potvrzení přítomnosti iridia na povrchu vzorků byla použita energiová disperzní spektroskopie (EDS) a k charakterizaci povrchu byla využita rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS). Pro sledování elektrochemické odezvy na změnu pH fyziologického roztoku byl vyhodnocován průběh samovolného korozního potenciálu, polarizačního odporu a elektrochemické impedanční spektroskopie.Opakovaná měření s dynamičtějšími změnami pH ukázala, že systém směsných oxidů TiO2/IrOx si zachovává své vlastnosti a je schopen rychle detekovat změnu pH ve fyziologickém roztoku.

Type

D - Article in proceedings

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

2022

Confidentiality

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

Article name in the collection

Biomateriály a jejich povrchy XV.

ISBN

978-80-01-07023-9

ISSN

—

e-ISSN

—

Number of pages

2

Pages from-to

15-16

Publisher name

České vysoké učení technické v Praze (ČVUT)

Place of publication

Praha

Event location

Herbertov

Event date

Sep 13, 2022

Type of event by nationality

CST - Celostátní akce

UT code for WoS article

—