Mechanical properties of a biodegradable self-expandable polydioxanone monofilament stent: In vitro force relaxation and its clinical relevance

Biodegradable stents are promising treatments for many diseases, e.g., coronary artery disease, urethral diseases, tracheal diseases, and esophageal strictures. The mechanical properties of biodegradable stent materials play a key role in the safety and efficacy of treatment. In particular, insufficient creep resistance of the stent material could result in premature stent collapse or narrowing. Commercially available biodegradable self-expandable SX-ELLA stents made of polydioxanone monofilament were tested. A new, simple, and affordable method to measure the shear modulus of tiny viscoelastic wires is presented. The important mechanical parameters of the polydioxanone filament were obtained: the median Young's modulus was (E) over tilde = 958 (922, 974) MPa and the shear modulus was (G) over tilde= 357 (185, 387) MPa, resulting in a Poisson's ratio of nu = 0.34. The SX-ELLA stents exhibited significant force relaxation due to the stress relaxation of the polydioxanone monofilament, approximately 19% and 36% 10 min and 48 h after stent application, respectively. However, these results were expected, and the manufacturer and implanting clinician should be aware of the known behavior of these biodegradable materials. If possible, a biodegradable stent should be designed considering therapeutic force rather than initial force. Additionally, new and more advanced biodegradable shape-memory polymers should be considered for future study and use

The study of crystallization kinetics of (GeS2)0,1(Sb2S3)0,9 glass

Práce se zabývá studiem krystalizace Sb2S3 v systému (GeS2)0,1(Sb2S3)0,9, zejména vlivem skladování vzorku a velikosti částic na průběh krystalizace tohoto systému.Katedra anorganické technologieDokončená práce s úspěšnou obhajobo

Crystallization processes in undercooled glass-forming liquids

Předkládaná disertační práce je zaměřena na studium kinetiky krystalizace v podchlazených sklotvorných kapalinách chalkogenidů nad teplotou skelné transformace a zejména na porovnání dvou v současnosti se uplatňujících vědeckých přístupů k tomuto tématu.This doctoral thesis is focused on study of crystallization kinetics in undercooled chalcogenide glass-forming liquids above glass transition. The first part deals with a connection between macroscopic study of crystallization kinetics performed by DSC and microscopic study of crystal growth. The second aim of this thesis was testing the applicability of a new developed method - termomechanical analysis to study crystallization of glass-forming materials. It was found that activation energy obtained from TMA measurements is very close to the activation energy of crystal growth obtained from direct microscopic measuremenrs.Katedra fyzikální chemieDisertantka seznámila komisi s obsahem disertační práce. Poté byla komise seznámena s oponentními posudky a zodpověděla dotazy oponentů. Posléze proběhla obecná rozprava. Komise shledala souvislost publikací s výsledky uvedenými v disertační práci a shodla se na tom, že podíl studenta na předkládaných publikacích je podstatný a adekvátní.Dokončená práce s úspěšnou obhajobo

Thermomechanical analysis as a useful tool to study photoinduced changes of the viscous flow of glassy materials

A modified thermomechanical analyzer is described as an useful tool to study the photoinduced changes in the viscous flow and thermal properties of glassy materials. The device proposed was tested on model chalcogenide glass As2S3 using the penetration method. Further, the article discusses and summarizes the effect of the light illumination (at wavelength of 650 nm) on the viscous flow at different temperatures below the glass transition temperature (Tg), and on the thermal behaviour interpreted from dilatometric curves via glass transition temperature and softening temperature

Tepelný rozklad směsných hydrátů šťavelanu vápenatého - kinetická dekonvoluce heterogenních procesů

Differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG) and in situ XRD were used to study dehydration and consequent decomposition reactions of mixed calcium oxalate hydrates. As the complex dehydration kinetics exhibited certain trends with respect to the applied heating rate, the modified multivariate kinetic analysis approach (based on averaged curve-by-curve optimizations) was employed to obtain a full kinetic description of the data. The Sestak-Berggren equation was used to model the two consequent dehydration reactions. Good agreement was found between the kinetic parameters calculated from the DSC and TG data - approximate values of activation energies were 68 and 81 kJ mol(-1) for the trihydrate -> monohydrate and monohydrate -> anhydride transformations, respectively. A procedural methodology was developed to predict both dehydration kinetics and hydrate content ratios. For the calcium oxalate decomposition the TG technique provided very precise single-step prediction with an activation energy of 180 kJ mol(-1). DSC on the other hand provided complex information on joint decomposition and carbon monoxide oxidation reactions - the proposed reaction mechanism includes completion of two reaction paths composed of consequent chemical reactions. A mechanistic view of the complex reaction path is discussed in terms of the diffusion barrier limiting the oxidation step.Dehydratace a následný rozklad hydrátů šťavelanu vápenatého byly studovány pomocí DSC, TG a in situ XRD. Výsledky byly zpracovány za účelem dekonvoluce probíhajících procesů a stanovení kinetiky jednotlivých dějů

Comparison of photoelectrochemical performance of anodic single- and double-walled TiO2 nanotube layers

In this work, the photoelectrochemical response of single-walled (SW) and double-walled (DW) TiO2 nanotube (TNT) layers is presented. TNT layers were grown on Ti substrates by anodization in two different ethylene glycol-based electrolytes to obtain ~5 and ~15 μm thick TNT layers. The inner shell of the TNT was quantitatively removed via a mild pre-annealing followed by a selective chemical etching treatment in piranha solution. All TNT layers were investigated for their photoelectrochemical response in the ultraviolet and near visible spectral range. Significantly enhanced photocurrent densities were revealed for the SW-TNT layers. This is ascribed to improved charge carrier separation along the tube walls due to the lack of the C- and F-rich inner shell removed by etching. Keywords: Titanium dioxide, Nanotubes, Single-walled, Double-walled, Photoelectrochemistr

Enviromentálně přátelský přístup pro syntézu monodisperzních modře-emitujících kvantových teček Cd0.15Zn0.85S

Nucleation and growth of quantum dots (QDs) in solution are mainly controlled by the kinetic and thermal modes of the reaction process. By influencing any of them, the properties of the final nanocrystals can be tuned. The influences of temperature and chemical nature of starting materials on nucleation and, as a consequence, on the structure and optical properties of Cd0.15Zn0.85S QDs have been systematically investigated by one-pot and hot-injection methods. All reactions were performed in organic disperse medium using N,N'-disubstituted and N,N',N'-trisubstituted thioureas (TU) as a new sources of sulfur. In addition to environmental friendliness, each of them has a number of unique chemical properties. The effect of the substituents' nature in thioureas on the morphology, size and optical properties of synthesized QDs has been studied. The strong correlation between the metal ratios taken to the reaction and elemental analysis (EDS) results for all obtained Cd0.15Zn0.85S QDs was found. However, prepared nanomaterials have different size (2.9-4.6 nm) and morphology. The optical features have also changed under the various thermal conditions. Especially, the changes in the photoluminescence spectra of QDs synthesized with different thioureas are noticeable. Highly photoluminescent (photoluminescence quantum yield PL QY up to 67%), morphologically and structurally homogeneous blue-emitting Cd0.15Zn0.85S QDs were obtained.Nukleace a růst kvantových teček (QDs) v roztoku jsou primárně kontrolovány kinetikou a tepelným modem reakčního procesu. Ovlivňováním každého z nich lze upravovat finální vlastnosti připravených částic. Ve článku byl systematicky studován vliv teploty a chemické podstaty startovních materiálů na nukleaci a jejím důsledkem na strukturu a optické vlastnosti QDs Cd0.15Zn0.85S, připravených pomocí metody horké injektáže prekurzorů v jednom reakčním kroku. Všechny reakce byly prováděny v organickém disperzním médiu pomocí N,N'-disubstituovaných a N,N',N'-trisubstituovaných thiomočovin (TU) jakožto nového zdroje síry. Kromě enviromentálně příznivého přístupu mají navíc každá z nich mnoho dalších unikátních chemických vlastností. Byl studován vliv druhu substituentů v thiomočovinách na morfologii, velikost a optické vlastnosti syntetizovaných kvantových teček. Byla nalezena silná korelace mezi poměru kovových prvků vložených do reakce a výsledků prvkové analýzy (EDS) pro všechny připravené kvantové tečky Cd0.15Zn0.85S. Připravené materiály měly však rozdílnou velikost částic (2.9-4.6 nm) a morfologii. Optické vlastnosti se taktéž změnili vlivem rozdílných tepelných podmínek. Zvláště pak byly patrné změny ve fotoluminiscenčních spektrech syntetizovaných QDs vlivem rozdílných použitých thiomočovin. Uvedenými reakcemi byly připraveny vysoce luminiscenční (kvantový výtěžek až 67%), morfologicky a strukturálně homogenní modře emitující kvantové tečky Cd0.15Zn0.85S

Termoelektrické vlastnosti a stabilita Tl-dopovaného SnS

Tin sulfide (SnS) is an analog of tin selenide (SnSe) and is a promising thermoelectric material. However, a stable and effective doping of this compound has still not been achieved. According to our observations, this is mainly due to the very low equilibrium solubility of dopants and formation of extraneous phases, which is also an important issue for photovoltaic (PV) applications. Achieving a reasonable (60%) doping efficiency of thallium (Tl) in a cation sublattice of SnSe, we explored the same doping for SnS. Hot-pressed polycrystalline (PC) samples were prepared along with their single-crystalline (SC) counterparts. Samples were examined for extraneous phases by X-ray diffraction (XRD), and energy-dispersive spectroscopy (EDS). Thermal stability was determined by thermogravimetric analysis (TGA). Measurements of the Seebeck and Hall coefficient, and electrical and thermal conductivity were conducted over a temperature range of 80-775 K. The experiments suggested a very low solubility of Tl ( approximate to 0.1%). Slight Tl doping resulted in a substantial improvement of the thermoelectric efficiency (ZT) of SnS and enhanced crystal quality in terms of carrier mobility. We found, however, that attempts to prepare material with a high concentration of Tl or the examination of samples at temperatures above 600 K led to chemical instability. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.Sulfid cínatý (SnS) je analogem selenidu cínatého (SnSe) a je slibným termoelektrickým materiálem. Stále však nebylo dosaženo stabilního a efektivního dopování této sloučeniny. Podle našich pozorování je tomu tak hlavně kvůli velmi nízké rovnovážné rozpustnosti dopantů a tvorbě cizích fází, což je také důležitý problém pro fotovoltaické (PV) aplikace. Dosažením rozumné (60%) dopovací účinnosti thalia (Tl) v kationtové podmřížce SnSe, zkoumali jsme stejné dopování v případě SnS. Byly připraveny za tepla lisované polykrystalické (PC) vzorky spolu s jejich monokrystalickými (SC) protějšky. Vzorky byly vyšetřeny na přítomnost cizích fází rentgenovou difrakcí (XRD) a energiově-dispersní spektroskopií (EDS). Termická stabilita byla stanovena termogravimetrickou analýzou (TGA). Měření Seebeckova a Hallova koeficientu a elektrické a tepelné vodivost byla provedena v teplotním rozsahu 80-775 K. Experimenty naznačily velmi nízkou rozpustnost Tl (≈0,1%). Mírné dopování Tl vedlo k podstatnému zlepšení termoelektrické účinnosti (ZT) SnS a ke zlepšení kvality krystalů z hlediska pohyblivosti nositelů. Zjistili jsme však, že pokusy připravit materiál a vysokou koncentrací Tl nebo vyšetření vzorků při teplotách nad 600 K vedly k chemické nestabilitě

Komplexní studie in vitro degradace polydioxanonových biliárních stentů během klinicky relevantního období se zaměřením na validaci Ramanovou spektroskopií

The hydrolytic degradation of commercially available polydioxanone biliary stents (ELLA-CS) in phosphate-buffered saline (PBS) was studied. During 9 weeks of degradation, structural, physical, and surface changes were monitored using Raman spectroscopy, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, and tensile and torsion tests. It was found that the changes in mechanical properties are related to the increase in the ratio of amorphous to crystalline phase, the so-called amorphicity.Byla studována hydrolytická degradace komerčně dostupných polydioxanonových biliárních stentů (ELLA-CS) ve fosfátem pufrovaném fyziologickém roztoku (PBS). Během 9 týdnů degradace byly sledovány strukturální, fyzikální a povrchové změny pomocí Ramanovy spektroskopie, diferenciální skenovací kalorimetrie, rastrovací elektronové mikroskopie a tahových a torzních testů. Bylo zjištěno, že změny mechanických vlastností souvisí se zvýšením poměru amorfní a krystalické fáze, tzv. amorficity

Vysoce kvalitní a snadno regenerovatelný osobní filtr

Proper respiratory tract protection is the key factor to limiting the rate of COVID-19 spread and providing a safe environment for health care workers. Traditional N95 (FFP2) respirators are not easy to regenerate and thus create certain financial and ecological burdens; moreover, their quality may vary significantly. A solution that would overcome these disadvantages is desirable. In this study a commercially available knit polyester fleece fabric was selected as the filter material, and a total of 25 filters of different areas and thicknesses were prepared. Then, the size-resolved filtration efficiency (40-400 nm) and pressure drop were evaluated at a volumetric flow rate of 95 L/min. We showed the excellent synergistic effect of expanding the filtration area and increasing the number of filtering layers on the filtration efficiency; a filter cartridge with 8 layers of knit polyester fabric with a surface area of 900 cm(2) and sized 25 x 14 x 8 cm achieved filtration efficiencies of 98% at 95 L/min and 99.5% at 30 L/min. The assembled filter kit consists of a filter cartridge (14 Pa) carried in a small backpack connected to a half mask with a total pressure drop of 84 Pa at 95 L/min. In addition, it is reusable, and the filter material can be regenerated at least ten times by simple methods, such as boiling. We have demonstrated a novel approach for creating high-quality and easy-to-breathe-through respiratory protective equipment that reduces operating costs and is a green solution because it is easy to regenerate.Správná ochrana dýchacích cest je klíčovým faktorem pro omezení rychlosti šíření COVID-19 a zajištění bezpečného prostředí pro zdravotnické pracovníky. Tradiční respirátory N95 (FFP2) se nedají snadno regenerovat a vytvářejí tak určitou finanční a ekologickou zátěž; navíc se jejich kvalita může výrazně lišit. Žádoucí je řešení, které by tyto nevýhody překonalo. V této studii byla jako filtrační materiál vybrána komerčně dostupná pletená polyesterová fleecová tkanina a bylo připraveno celkem 25 filtrů různých ploch a tlouštěk. Poté byla vyhodnocena účinnost filtrace s rozlišením velikosti (40-400 nm) a pokles tlaku při objemovém průtoku 95 l/min. Prokázali jsme vynikající synergický efekt rozšíření filtrační plochy a zvýšení počtu filtračních vrstev na účinnost filtrace; filtrační patrona s 8 vrstvami pletené polyesterové tkaniny o ploše 900 cm(2) a rozměrech 25 x 14 x 8 cm dosáhla účinnosti filtrace 98 % při 95 l/min a 99,5 % při 30 l/min. Sestavená filtrační sada se skládá z filtrační patrony (14 Pa) nesené v malém batohu spojeném s polomaskou s celkovým tlakovým spádem 84 Pa při 95 l/min. Navíc je opakovaně použitelný a filtrační materiál lze jednoduchými metodami, jako je vaření, nejméně desetkrát regenerovat. Prokázali jsme nový přístup k vytvoření vysoce kvalitních a snadno dýchatelných dýchacích ochranných prostředků, které snižují provozní náklady a jsou ekologickým řešením, protože se snadno regenerují