Oxidy iridia pro detekci změn pH

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Oxidy iridia pro detekci změn pH

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Iridium oxides for pH change detection

Popis výsledku anglicky

There is a risk of infection with all surgical procedures, and this risk is increased if an implant is used. Not only is the patient&apos;s health compromised and he or she is burdened with long-term treatment, but the financial costs associated with treatment also increase. In particular, the detection of delayed infection is a difficult task despite current methods, as clinical manifestations must occur. By the time the bacteria adhere to the implant surface, it is already difficult for the patient&apos;s immune system to prevent biofilm formation. The main agents of implant-associated infections include Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Pseudomonas aeruginosa and the genus Streptococcus. All of these microorganisms produce acidic products during their metabolic processes that affect the pH of the surrounding tissue. The possibility of sensing the pH around the implant could be a way of catching the infection in its early stages and could lead to faster application of the treatment, thus increasing its effectiveness. In this context, it would be best if the pH sensor was directly part of the implant or in its immediate vicinity. The most common alloys used for the manufacture of implants are titanium alloys. Titanium and its alloys are characterised by a passive TiO2 surface layer that can be modified. These oxides exhibit a near Nernstian response (0.059 V/pH). Other metal oxides, including IrO2, can be used to enhance their response. Ti-6Al-4V was chosen as the base material and iridium was deposited on its surface by various methods. Energy dispersive spectroscopy (EDS) was used to confirm the presence of iridium on the surface of the samples, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was used to characterize the surface. To observe the electrochemical response to the change in pH of the saline solution, the time course of the spontaneous corrosion potential, polarization resistance and electrochemical impedance spectroscopy were evaluated.Repeated measurements with more dynamic pH changes showed that the TiO2/IrOx mixed oxide system retains its properties and is able to rapidly detect pH change in saline.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

20501 - Materials engineering

Projekt

<a href="/cs/project/NU20-06-00424" target="_blank" >NU20-06-00424: Implantabilní senzory pro včasnou detekci zánětu a bakteriální kolonizace</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2022

Kód důvěrnosti údajů

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

Název statě ve sborníku

Biomateriály a jejich povrchy XV.

ISBN

978-80-01-07023-9

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

2

Strana od-do

15-16

Název nakladatele

České vysoké učení technické v Praze (ČVUT)

Místo vydání

Praha

Místo konání akce

Herbertov

Datum konání akce

13. 9. 2022

Typ akce podle státní příslušnosti

CST - Celostátní akce

Kód UT WoS článku

—