Ústav materiálov a mechaniky strojov SAV, v. v. i.
Názov témy
Vývoj nového biomedicínského kompozitu s Ti (TNTZ) matricou a biodegradovateľnou Mg zložkou s nízkym modulom elasticity a zvýšenou povrchovou bioaktivitou
Program DŠ
Progresívne materiály a materiálový dizajn
Meno školiteľa/-ky
Ing. Martin Balog, PhD.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Materiálovotechnologická fakulta STU v Trnave
Stručná anotácia
Cieľom doktorandskej práce je vývoj nového objemového kompozitného materiálu s Ti (TNTZ) matricou a biodegradovateľnou Mg zložkou s extrémne nízkym modulom elasticity pre aplikáciu permanentných intenzívne a cyklicky zaťažovaných biomedicínskych implantátov. Vyvinutý materiál má za úlohu minimalizovať základné nedostatky súčasných Ti implantátov a to mechanickú nekompatibilitu (tzv. stress-shielding efekt) a nedostatočnú povrchovú bioaktivitu. Počas interdisciplinárnej práce bude doktorand zodpovedný za: i) optimalizáciu technológie prípravy kompozitu technológiami práškovej metalurgie a hydrostatického prietlačného lisovania, ii) komplexnú mikroštruktúrnu charakterizáciu, iii) optimalizáciu chemického zloženia TNTZ matrice a určenie vplyvu biodegradovateľnej zložky vzhľadom na mechanické a únavové vlastnosti, iv) určenie koróznej odolnosti a rýchlosti degradácie sekundárnej zložky v simulovanom fyziologickom roztoku, v) in-vitro štúdie odozvy bunkových kultúr t. j. životaschopnosť, proliferácia, DNA degradácia, oxidačný stres optimalizovaného kompozitu. Na doktoranda budú kladené nároky na experimentálny ako aj analytický typ výskumu. Doktorand bude musieť zvládnuť rôzne technológie práškovej metalurgie, bude využívať metódy termickej analýzy (TGA, DSC) a elektrónovej mikroskopie (SEM, TEM), spektrometrické metódy (EBSD, EDS), röntgenovú difrakciu (XRD), mechanické (ťahové skúšky, DMA) a únavové skúšky, bude spolupracovať pri návrhu a interpretácii in-vitro experimentov biologickej odozvy bunkových kultúr (MTT). Doktorandská práca bude podporená projektom aplikovaného výskumu a študent bude úzko spolupracovať s BMC SAV a viacerými zahraničnými pracoviskami. Vyžaduje sa predchádzajúca skúsenosť s materiálovým výskumom, aktívna znalosť anglického jazyka, schopnosť pracovať v dynamickom tíme a samostatnosť.