Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης

Στην παρούσα διπλωματική εργασία λάβαμε 3 δείγματα κυπελλίου εμφυτευμάτων αρθροπλαστικής ισχίου από το πολυμερές UHMWPE μετά από εξαγωγή από ασθενείς λόγω χρόνιας ή οξείας λοίμωξης. Τα αναλύσαμε με σύστημα οργάνων Μικροσκοπίου Ατομικής Δύναμης (AFM) και Νανοεισχωρητή, ώστε να μελετήσουμε τη μορφολογ...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Τραγάκης, Τηλέμαχος
Άλλοι συγγραφείς: Tragakis, Tilemachos
Γλώσσα:Greek
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/23501
id nemertes-10889-23501
record_format dspace
spelling nemertes-10889-235012022-10-25T03:36:49Z Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης Study of nanomechanical properties of materials using atomic force microscopy Τραγάκης, Τηλέμαχος Tragakis, Tilemachos Μικροσκοπία ατομικής δύναμης Νανοεισχώρηση Αρθροπλαστική ισχίου Ιξωδοελαστικά AFM Nanoindentation UHMWPE Hip arthroplasty Viscoelastic Στην παρούσα διπλωματική εργασία λάβαμε 3 δείγματα κυπελλίου εμφυτευμάτων αρθροπλαστικής ισχίου από το πολυμερές UHMWPE μετά από εξαγωγή από ασθενείς λόγω χρόνιας ή οξείας λοίμωξης. Τα αναλύσαμε με σύστημα οργάνων Μικροσκοπίου Ατομικής Δύναμης (AFM) και Νανοεισχωρητή, ώστε να μελετήσουμε τη μορφολογία και τις νανομηχανικές ιδιότητες τους σε κάθε πλευρά του κυπελλίου. Συγκεκριμένα, οι ιδιότητες που μελετήσαμε περιλαμβάνουν την τραχύτητα Ra και RMS, το μέτρο ελαστικότητας Εr, τη σκληρότητα H, το μέτρο αποθήκευσης Ε’, το μέτρο απωλειών Ε’’ και τον συντελεστής απωλειών tanδ. Το εύρος τιμών της τραχύτητας RMS ανά περιοχή σάρωσης για το AFM είναι για τα 1μm [81.662-279.69]nm, 4μm [199.540-564.9]nm και 16μm [647.51-2238]nm. Τα αντίστοιχα εύρη τιμών τραχύτητας Ra είναι [41.82-180.5]nm, [156.94-290.84]nm και [489.16-1840]nm. Το εύρος τιμών ανά μέγιστη δύναμη Ψευδοστατικής Νανοεισχώρησης (QSM) για το μέτρο ελαστικότητας Er είναι για τα 600μΝ [38.57-706.99]MPa, για τα 3000μΝ [90.51-1220]MPa και για τα 5000μΝ [104.6-506.83]MPa. Τα αντίστοιχα έυρη του συντελεστή απωλειών tanδ που προέκυψαν από Δυναμική Νανοεισχώρηση (DSM) είναι [0.062-0.158]MPa, [0.084-0.198]MPa, [0.098-0.216]MPa. Με δεδομένες τις τιμές τραχύτητας, μέτρου ελαστικότητας και συντελεστή απωλειών προσδιορίσαμε το μέγεθος και το είδος της φθοράς και καθίσταται εφικτό σε συνεργασία με τους ορθοπεδικούς χειρούργους να τα συσχετίσουμε με τον τύπο της λοίμωξης. In this diploma thesis we obtained 3 UHMWPE hip arthroplasty articular cup specimens after extraction from patients due to chronic or acute infection. We analyzed them using an Atomic Force Microscope (AFM) and Nanoindenter instrumentation system to study their morphology and nanomechanical properties on each side of the cup. The specific properties which we studied include roughness Ra and RMS, elastic modulus Er, storage modulus E’, loss modulus E’’ and loss factor tanδ. The range of RMS roughness per scan area for AFM is for 1μm [81.662-279.69]nm, 4μm [199.540-564.9]nm and 16μm [647.51-2238]nm. The corresponding Ra roughness value ranges are [41.82-180.5]nm, [156.94-290.84]nm and [489.16-1840]nm. The range of values per maximum Quasistatic Nanoindentation (QSM) force for the modulus of elasticity Er is for 600μN [38.57-706.99]MPa, for 3000μN [90.51-1220]MPa and for 5000μN [104.6-506.83]MPa. The corresponding ranges of loss factor tanδ obtained by Dynamic Nanoindentation (DSM) are [0.062-0.158]MPa, [0.084-0.198]MPa, [0.098-0.216]MPa. Correlating the values of roughness, elastic modulus and loss factor we determined the size and type of wear on each set of UHMWPE samples and in co-operation with the specialized surgeons we can estimate the effect of the type of infection on the damage of the implant. 2022-10-24T08:01:17Z 2022-10-24T08:01:17Z 2022-10-25 https://hdl.handle.net/10889/23501 el Attribution-NoDerivs 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/us/ application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language Greek
topic Μικροσκοπία ατομικής δύναμης
Νανοεισχώρηση
Αρθροπλαστική ισχίου
Ιξωδοελαστικά
AFM
Nanoindentation
UHMWPE
Hip arthroplasty
Viscoelastic
spellingShingle Μικροσκοπία ατομικής δύναμης
Νανοεισχώρηση
Αρθροπλαστική ισχίου
Ιξωδοελαστικά
AFM
Nanoindentation
UHMWPE
Hip arthroplasty
Viscoelastic
Τραγάκης, Τηλέμαχος
Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης
description Στην παρούσα διπλωματική εργασία λάβαμε 3 δείγματα κυπελλίου εμφυτευμάτων αρθροπλαστικής ισχίου από το πολυμερές UHMWPE μετά από εξαγωγή από ασθενείς λόγω χρόνιας ή οξείας λοίμωξης. Τα αναλύσαμε με σύστημα οργάνων Μικροσκοπίου Ατομικής Δύναμης (AFM) και Νανοεισχωρητή, ώστε να μελετήσουμε τη μορφολογία και τις νανομηχανικές ιδιότητες τους σε κάθε πλευρά του κυπελλίου. Συγκεκριμένα, οι ιδιότητες που μελετήσαμε περιλαμβάνουν την τραχύτητα Ra και RMS, το μέτρο ελαστικότητας Εr, τη σκληρότητα H, το μέτρο αποθήκευσης Ε’, το μέτρο απωλειών Ε’’ και τον συντελεστής απωλειών tanδ. Το εύρος τιμών της τραχύτητας RMS ανά περιοχή σάρωσης για το AFM είναι για τα 1μm [81.662-279.69]nm, 4μm [199.540-564.9]nm και 16μm [647.51-2238]nm. Τα αντίστοιχα εύρη τιμών τραχύτητας Ra είναι [41.82-180.5]nm, [156.94-290.84]nm και [489.16-1840]nm. Το εύρος τιμών ανά μέγιστη δύναμη Ψευδοστατικής Νανοεισχώρησης (QSM) για το μέτρο ελαστικότητας Er είναι για τα 600μΝ [38.57-706.99]MPa, για τα 3000μΝ [90.51-1220]MPa και για τα 5000μΝ [104.6-506.83]MPa. Τα αντίστοιχα έυρη του συντελεστή απωλειών tanδ που προέκυψαν από Δυναμική Νανοεισχώρηση (DSM) είναι [0.062-0.158]MPa, [0.084-0.198]MPa, [0.098-0.216]MPa. Με δεδομένες τις τιμές τραχύτητας, μέτρου ελαστικότητας και συντελεστή απωλειών προσδιορίσαμε το μέγεθος και το είδος της φθοράς και καθίσταται εφικτό σε συνεργασία με τους ορθοπεδικούς χειρούργους να τα συσχετίσουμε με τον τύπο της λοίμωξης.
author2 Tragakis, Tilemachos
author_facet Tragakis, Tilemachos
Τραγάκης, Τηλέμαχος
author Τραγάκης, Τηλέμαχος
author_sort Τραγάκης, Τηλέμαχος
title Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης
title_short Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης
title_full Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης
title_fullStr Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης
title_full_unstemmed Μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης
title_sort μελέτη νανομηχανικών ιδιοτήτων υλικών με χρήση μικροσκοπίας ατομικής δύναμης
publishDate 2022
url https://hdl.handle.net/10889/23501
work_keys_str_mv AT tragakēstēlemachos meletēnanomēchanikōnidiotētōnylikōnmechrēsēmikroskopiasatomikēsdynamēs
AT tragakēstēlemachos studyofnanomechanicalpropertiesofmaterialsusingatomicforcemicroscopy
_version_ 1771297308320727040