Исследование воздействия низкотемпературной атмосферной плазмы и у - облучения на свойства трековых мембран из полиэтилентерефталата
|
Введение 14
Глава 1. Аналитический обзор 16
1.1. Буллезная кератопатия 16
1.2 Консервативные и хирургические способы лечения буллезной
кератопатии 17
1.3 Кератотрансплантация: методы кератопластики, материалы, применяемые
для пересадки роговицы 18
1.4. Возможность использования искусственных материалов в
кератопластике 20
1.5. Методы изготовления трековых мембран на основе
полиэтилентерефталата 24
1.6. Трековые мембраны на основе полиэтилентерефталата и перспективы
использования в кератопластике 28
Глава 2. Экспериментальные методы исследования 34
2.1. Постановка задачи исследований 34
2.2. Образцы для исследований 35
2.3. Методика стерилизации гамма - лучами полученных мембран 36
2.4. Методика воздействия низкотемпературной плазмы на поверхность
мембран при атмосферном давлении 37
2.5. Электронно-микроскопические методы 38
2.6. Атомная силовая микроскопия 38
2.7. Инфракрасная спектроскопия 40
2.8. Исследование смачиваемости поверхности и свободной энергии
поверхности 41
2.9. Исследование электрокинетических свойств 44
2.10. Исследование проницаемости мембран 45
Глава 3. Экспериментальные результаты 47
3.1. Исследование поверхностных свойств модифицированных плазмой трековых мембран 47
3.2. Влияние процессов стерилизации ионизирующим облучением на
поверхностные свойства ПЭТФ трековых мембран 58
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 70
Введение 70
4.1. SWOT-анализ 70
4.2. Планирование научно-исследовательских работ 74
4.3. Бюджет научного исследования 75
4.3.1. Специальное оборудование для научно-исследовательских работ 77
4.3.2. Расчет основной заработной платы 78
4.3.3. Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала80
4.3.4. Отчисления на социальные нужды 80
4.3.5. Накладные расходы 81
Глава 5. Социальная ответственность 83
Введение 83
5.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов 83
5.2. Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и
вредного воздействия и устранению их влияния на работающих 86
5.2.1. Требования к ПЭВМ и организация работы организационные
мероприятия 86
5.2.2. Условия безопасной работы 88
5.2.2.1. Производственный шум 88
5.2.2.1. Микроклимат 89
5.2.3. Расчет искусственной освещенности 90
5.3. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды 92
5.3.1. Электробезопасность 93
5.3.2. Пожаровзрывобезопасность 94
5.4. Охрана окружающей среды 96
5.5. Защита в чрезвычайных ситуациях 97
5.6. Промышленная санитария
5.7. Правовые вопросы обеспечения безопасности 99
Заключение 102
Список публикаций 103
Список использованных источников 106
Приложение А 119
Глава 1. Аналитический обзор 16
1.1. Буллезная кератопатия 16
1.2 Консервативные и хирургические способы лечения буллезной
кератопатии 17
1.3 Кератотрансплантация: методы кератопластики, материалы, применяемые
для пересадки роговицы 18
1.4. Возможность использования искусственных материалов в
кератопластике 20
1.5. Методы изготовления трековых мембран на основе
полиэтилентерефталата 24
1.6. Трековые мембраны на основе полиэтилентерефталата и перспективы
использования в кератопластике 28
Глава 2. Экспериментальные методы исследования 34
2.1. Постановка задачи исследований 34
2.2. Образцы для исследований 35
2.3. Методика стерилизации гамма - лучами полученных мембран 36
2.4. Методика воздействия низкотемпературной плазмы на поверхность
мембран при атмосферном давлении 37
2.5. Электронно-микроскопические методы 38
2.6. Атомная силовая микроскопия 38
2.7. Инфракрасная спектроскопия 40
2.8. Исследование смачиваемости поверхности и свободной энергии
поверхности 41
2.9. Исследование электрокинетических свойств 44
2.10. Исследование проницаемости мембран 45
Глава 3. Экспериментальные результаты 47
3.1. Исследование поверхностных свойств модифицированных плазмой трековых мембран 47
3.2. Влияние процессов стерилизации ионизирующим облучением на
поверхностные свойства ПЭТФ трековых мембран 58
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 70
Введение 70
4.1. SWOT-анализ 70
4.2. Планирование научно-исследовательских работ 74
4.3. Бюджет научного исследования 75
4.3.1. Специальное оборудование для научно-исследовательских работ 77
4.3.2. Расчет основной заработной платы 78
4.3.3. Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала80
4.3.4. Отчисления на социальные нужды 80
4.3.5. Накладные расходы 81
Глава 5. Социальная ответственность 83
Введение 83
5.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов 83
5.2. Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и
вредного воздействия и устранению их влияния на работающих 86
5.2.1. Требования к ПЭВМ и организация работы организационные
мероприятия 86
5.2.2. Условия безопасной работы 88
5.2.2.1. Производственный шум 88
5.2.2.1. Микроклимат 89
5.2.3. Расчет искусственной освещенности 90
5.3. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды 92
5.3.1. Электробезопасность 93
5.3.2. Пожаровзрывобезопасность 94
5.4. Охрана окружающей среды 96
5.5. Защита в чрезвычайных ситуациях 97
5.6. Промышленная санитария
5.7. Правовые вопросы обеспечения безопасности 99
Заключение 102
Список публикаций 103
Список использованных источников 106
Приложение А 119
Буллезная кератопатия (БК) является тяжелым, трудно поддающееся лечению прогрессирующим заболеванием, и наиболее распространенной причиной корнеального слабовидения на территории Российской Федерации. В патогенезе БК ведущую роль играет несостоятельность барьерной функции слоя клеток эндотелия, что ведет к пропитыванию внутриглазной жидкостью стромы с постепенным распространением отека на всю толщу роговой оболочки с образованием пузырей на поверхности, следствием чего является нарушение прозрачности роговицы, снижение остроты зрения и выраженный болевой синдром. При лечении БК широко используются консервативные и хирургические методы, применение которых не всегда обеспечивает высокие и стабильные клинико-функциональные результаты. Одним из перспективных направлений в лечении БК является использование полупроницаемых мембран, нормализующих движение жидкости в роговой ткани и обеспечивающих тем самым ее прозрачность. В связи с этим поиск и создание биосовместимых материалов, способных поддерживать роговицу в слабо дегидрированном состоянии, является актуальной задачей. Особый интерес представляют трековые мембраны небиологического типа на основе полимера полиэтилентерефталата (ПЭТФ).
Предмет исследования: воздействия низкотемпературной атмосферной плазмы на поверхностные свойства ПЭТФ трековой мембраны и изучение их изменения после последующего воздействия ионизирующего у - излучения радионуклида 60Co.
Объектом исследования являются трековые мембраны из полиэтилентерефтала толщиной 10 мкм, размерами пор 0,5 мкм, плотностью пор 5*10 пор/см .
Цель работы - исследование воздействия низкотемпературной атмосферной плазмы на поверхностные свойства ПЭТФ трековой мембраны и
изучение их изменения после последующего воздействия ионизирующего у -
излучения радионуклида 60Co в стерилизующих дозах 1 кГр и 10 кГр.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Исследовать топографию поверхности трековых мембран, определить параметры их шероховатости, а также влияние режимов модификации и у- облучения в стерилизационных дозах на структуру поверхности и физикохимические свойства мембран.
2. Исследовать влияние низкотемпературной плазмы и у-стерилизации на химический и фазовый состав ПЭТФ трековых мембран.
3. Определить параметры лиофильности, свободную энергию поверхности ПЭТФ трековых мембран и исследовать влияние плазменной модификации и у - стерилизации на гидрофобно-гидрофильный баланс поверхности.
4. Исследовать зависимость величины краевого угла смачивания от параметров шероховатости поверхности ТМ, модифицированной плазменным воздействием и у-стерилизацией с целью определения условий регулирования степени гидрофильности поверхности при сохранении прочностных характеристик мембран.
5. Исследовать электрокинетические характеристики поверхности ПЭТФ трековых мембран и влияние воздействия низкотемпературной атмосферной плазмы и ионизирующего у - излучения на значение дзета- потенциала.
Предмет исследования: воздействия низкотемпературной атмосферной плазмы на поверхностные свойства ПЭТФ трековой мембраны и изучение их изменения после последующего воздействия ионизирующего у - излучения радионуклида 60Co.
Объектом исследования являются трековые мембраны из полиэтилентерефтала толщиной 10 мкм, размерами пор 0,5 мкм, плотностью пор 5*10 пор/см .
Цель работы - исследование воздействия низкотемпературной атмосферной плазмы на поверхностные свойства ПЭТФ трековой мембраны и
изучение их изменения после последующего воздействия ионизирующего у -
излучения радионуклида 60Co в стерилизующих дозах 1 кГр и 10 кГр.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Исследовать топографию поверхности трековых мембран, определить параметры их шероховатости, а также влияние режимов модификации и у- облучения в стерилизационных дозах на структуру поверхности и физикохимические свойства мембран.
2. Исследовать влияние низкотемпературной плазмы и у-стерилизации на химический и фазовый состав ПЭТФ трековых мембран.
3. Определить параметры лиофильности, свободную энергию поверхности ПЭТФ трековых мембран и исследовать влияние плазменной модификации и у - стерилизации на гидрофобно-гидрофильный баланс поверхности.
4. Исследовать зависимость величины краевого угла смачивания от параметров шероховатости поверхности ТМ, модифицированной плазменным воздействием и у-стерилизацией с целью определения условий регулирования степени гидрофильности поверхности при сохранении прочностных характеристик мембран.
5. Исследовать электрокинетические характеристики поверхности ПЭТФ трековых мембран и влияние воздействия низкотемпературной атмосферной плазмы и ионизирующего у - излучения на значение дзета- потенциала.
Комплекс проведенных исследований позволяет сделать следующие выводы:
1. Воздействие низкотемпературной атмосферной плазмы на поверхность трековой мембраны приводит к резкому увеличению её шероховатости, формировании деструктивных областей в виде многочисленных хаотично распределенных по поверхности неровностей;
2. Воздействие на ТМ у-излечения 60Co приводит к уменьшению шероховатости поверхности образцов после плазменного воздействия и уменьшению количества деструктивных областей;
3. Поверхностные изменения мембран после плазменной модификации обусловлены окислительно-восстановительными химическими реакциями, протекающими в результате плазменного воздействия и приводящими к изменению её химического состава: уменьшению числа неполярных и увеличению числа полярных функциональных групп в тонком приповерхностном слое ТМ;
4. Изменение химического состава поверхности ТМ в результате плазменного воздействия способствует увеличению свободной энергии поверхности за счет роста полярной составляющей и уменьшению краевого угла смачивания, что приводит к росту лиофильности поверхности;
5. Стерилизация у - облучением 60Co образцов ТМ, модифицированных плазмой, уменьшает количество полярных функциональных групп, и, как следствие, смачиваемость поверхности;
6. Трековая мембрана имеет отрицательно заряженную поверхность. Плазменное воздействие уменьшает отрицательный заряд полимера, что может быть расценено как замещение ионов Н+ групп (СОО-)- и (СО-)-. у - стерилизация способствует увеличению количества отрицательно заряженных групп на поверхности мембраны.
1. Воздействие низкотемпературной атмосферной плазмы на поверхность трековой мембраны приводит к резкому увеличению её шероховатости, формировании деструктивных областей в виде многочисленных хаотично распределенных по поверхности неровностей;
2. Воздействие на ТМ у-излечения 60Co приводит к уменьшению шероховатости поверхности образцов после плазменного воздействия и уменьшению количества деструктивных областей;
3. Поверхностные изменения мембран после плазменной модификации обусловлены окислительно-восстановительными химическими реакциями, протекающими в результате плазменного воздействия и приводящими к изменению её химического состава: уменьшению числа неполярных и увеличению числа полярных функциональных групп в тонком приповерхностном слое ТМ;
4. Изменение химического состава поверхности ТМ в результате плазменного воздействия способствует увеличению свободной энергии поверхности за счет роста полярной составляющей и уменьшению краевого угла смачивания, что приводит к росту лиофильности поверхности;
5. Стерилизация у - облучением 60Co образцов ТМ, модифицированных плазмой, уменьшает количество полярных функциональных групп, и, как следствие, смачиваемость поверхности;
6. Трековая мембрана имеет отрицательно заряженную поверхность. Плазменное воздействие уменьшает отрицательный заряд полимера, что может быть расценено как замещение ионов Н+ групп (СОО-)- и (СО-)-. у - стерилизация способствует увеличению количества отрицательно заряженных групп на поверхности мембраны.