Формирование алмазоподобных покрытий методом импульсного вакуумно-дугового испарения на поверхности полимерных мембран для приложений сердечно сосудистой хирургии

Введение 10
1. Литературный обзор 12
1.1. Алмазоподобные покрытия 12
1.1.1. Физико-механические свойства 12
1.1.2. Медико-биологические свойства 13
1.2. Методы получения алмазоподобных покрытий 15
1.2.1. Вакуумно-дуговое осаждение 16
1.2.2. Магнетронное распыление 18
2. Материалы и методы 20
2.1. Создание полимерных мембран 20
2.2. Осаждение алмазоподобных покрытий методом вакуумно-дугового испарения 22
2.3. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) 23
2.4. Прочность на разрыв и относительное удлинение 24
2.5. Анализ рентгеновской дифракции 24
2.6. Смачиваемость 25
2.7. Адгезия, жизнеспособность и пролиферативная активность клеток 26
3. Результаты исследований 28
3.1. Анализ образцов, модифицированных методом вакуумно-дугового осаждения 28
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 36
4.1 Составление плана-графика выполнения работ 36
4.1.1 Структура работ в рамках научного исследования 36
4.1.2 Определение трудоемкости выполнения работ 37
4.1.3 Разработка графика проведения научного исследования 37
4.2 Бюджет научного исследования 40
4.2.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты 41
4.2.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ 41
4.2.3 Основная заработная плата 43
4.2.4 Дополнительная заработная плата 45
4.2.5 Отчисления во внебюджетные фонды 46
4.2.6 Накладные расходы 46
4.2.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 46
5. Социальная ответственность 48
5.1. Производственная безопасность 48
5.1.1. Микроклимат в помещении 49
5.1.2. Шум в помещении 51
5.1.3. Физические и нервно-психические перегрузки 52
5.1.4. Освещенность помещения 52
5.1.5. Электробезопасность 54
5.1.6. Пожаровзрывобезопасность 55
5.2. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 55
5.3. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 58
5.4. Вывод по разделу 59
Заключение 61
Список использованной литературы 63

Весь текст будет доступен после покупки

Одной из основной причин смертности в мире является сердечно-сосудистые заболевания, в том числе и атеросклероз сонной артерии. По оценкам, в 2016 году от сердечно-сосудистых заболеваний умерло 17,9 миллиона человек, что составило 31% всех случаев смерти в мире. 85% этих смертей произошло в результате сердечного приступа и инсульта [1].
Одним из основных подходов к восстановлению проходимости сонной артерии является ее восстановление сосудистыми патчами (полимерными мембранами) после хирургического удаления тромбов.
Одной из основных проблем мембран является их тромбогенность. Чтобы преодолеть этот недостаток, были предложены различные способы модификации мембран, приводящие к затруднению адсорбции белков. Среди распространенных подходов к модификации можно назвать: формирование органических покрытий, ионное облучение, изготовление композитных мембран.
Еще в прошлом столетии были продемонстрированы изделия с износостойкими покрытиями такими как, алмазоподобные (АП) покрытия. Используется множество методов нанесения этих покрытий, и многие исследователи идут по пусти совершенствования этих методов с целью управления их химическим составом, структурой для обеспечения наилучшего сочетания свойств покрытия и основы в различных областях применения.
Благодаря таким свойствам алмазоподобных покрытий, как высокая твердость, низкий коэффициент трения, высокая износостойкость и коррозионная стойкость, химическая инертность, высокое электрическое сопротивление, антибактериальная активность и высокая гемо- и биосовместимость, их наносят на поверхность устройств, контактирующих с кровью, для снижения их тромбогенности.
Для осаждения алмазоподобных покрытий на металлические и керамические имплантаты используются следующие методы: магнетронное распыление, осаждение ионным пучком, вакуумно-дуговое испарение, импульсное лазерное осаждение, осаждение ионным пучком с массовым отбором, плазменная ионная имплантация. Перечисленные методы получения таких покрытий требуют подачи ускоряющего потенциала на подложку, что приводит к значительному повышению температуры подложки или не обеспечивает достаточной скорости осаждения. Эти факторы ограничивают применимость перечисленных методов для нанесения покрытия на поверхность ультратонких волокнистых полимерных мембран.
Метод импульсного вакуумно-дугового испарения представляется перспективным для осаждения алмазоподобных покрытий на поверхности полимерных мембран, так как в процессе осаждения не происходит сильного нагрева подложки.
Целью работы является получение данных о том, как влияют режимы осаждения алмазоподобных покрытия на свойства модифицированной полимерной мембраны.
К задачам следует отнести следующее:
1. Изготовление полимерных мембран;
2. Осаждение алмазоподобных покрытий при помощи метода вакуумно-дугового испарения;
3. Исследование морфологии поверхности, физико-механических и биологических свойств полученных образцов;
4. Анализ полученных данных.
Объектом исследования является поверхность полимерной мембраны, модифицированная методом импульсного вакуумно-дугового испарения графита.
Предметом исследования является получение алмазоподобных покрытий методом вакуумного дугового испарения.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Литературный обзор
1.1. Алмазоподобные покрытия
1.1.1. Физико-механические свойства
Рассмотрим такие физические характеристики, как твердость, плотность и электрические свойства. Из-за наличия sp3 – гибридизированного углерода в пленке именно эти характеристики близки к свойствам алмаза. Именно поэтому такие пленки принято называть алмазоподобными (DLC).
DLC – пленки характеризуются высокой механической твердостью, модулем упругости, внутренним напряжением, низким износом и коэффициентом трения. Твердость этих пленок находится в диапазоне 10-30 ГПа. Физические свойства DLC – пленок также определяется из концентрации водорода вместе с относительными отношениями гибридизованных углеродных связей.
Алмазоподобные углеродные пленки также обладают такими свойствами, как химическая инертность, инфракрасная прозрачность, низкое сродство к электрону. DLC пленки обладают сверхгладкой поверхностью, на что указывает шероховатость поверхности менее 1 нм, так как эта поверхность аморфна и имеет низкую поверхностную энергию.

Весь текст будет доступен после покупки

1. «Сердечно-сосудистые заболевания» [Электронный ресурс] // «сердечно- сосудистые заболевания в мире»: [сайт]. – 2022. – Режим доступа: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds), свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 05.05.2022).
2. Кривобоков В.П., Сочугов Н.С., Соловьев А.А. Плазменные покрытия (свойства и применение). Томск, Изд-во ТПУ, 2011, 136 с.
3. Deаrnаley G. Biоmedicаl Аpplicаtiоns оf Diаmоnd-like Cаrbоn Cоаtings: А Review // G. Deаrnаley, J.H. Аrps // Surfаce аnd Cоаtings Technоlоgy. – 2005. – Vоl.200, No7. – P. 2518-2524.
4. Казбанов В.В., Баталов М.С., Вишневский А.А. Особенности биосовместимости и перспективы применения титановых имплантов с алмазоподобными покрытиями на основе модифицированного углерода.
5. Lettington, A. H. (1998). Applications of diamond-like carbon thin films. Carbon, 36(5-6), 555–560.
6. Жданов А.В. Методы нанесения PVD – покрытий. Владимир, ВлГУ публ., 2014, 161 с.
7. «Вакуумное дуговое напыление» [Электронный ресурс] // «вакуумное дуговое осаждение»: [сайт]. – 2021. – Режим доступа: https://mybiblioteka.su/tom2/5-65315.html, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения: 15.05.2022).
8. «Металлы и полупроводники: технологии и процессы» [Электронный ресурс] // «вакуумное дуговое осаждение»: [сайт]. – 2021. – Режим доступа: https://portal.tpu.ru/SHARED/p/PANIN/learning/Metals/Tab1/Lection11.pdf, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения: 15.05.2022).
9. «Тонкие пленки и покрытия» [Электронный ресурс] // «магнетронное распыление»: [сайт]. – 2022. – Режим доступа: https://portal.tpu.ru/SHARED/p/PANIN/learning/Metals/Tab1/Lection12.pdf, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения: 11.03.2022).
10. Духопельников Д.В. Магнетронные распылительные системы. Часть 1. «Устройство, принципы работы, применение».

Весь текст будет доступен после покупки