SPOLEČNÉ PRACOVIŠTĚ ČVUT FBMI a 1. LF UK, PRAHA, ALBETROV
LABORATOŘ EXCIMEROVÉHO LASERU (NANO LABORATOŘ)
Pracoviště se dlouhodbě zabývá přípravou a charakterizací biokompatibilních nanovrstev a nanokompozitních materiálů pro biomedicínské aplikace. I.
Pracovníci :
Prof. Ing. Miroslav Jelínek, DrSc Ing. Tomáš Kocourek – PhD student Ing. Jan Remsa, PhD student Ing. Jan Mikšovský, PhD student Ing. Markéta Zezulová, PhD student
Klíčoví pracovníci mají dlouhodobé zkušenosti s vytvářením a charakterizací tenkých vrstev, včetně biokompatibilních. Z oblasti biomateriálů vytvářeli a studovali materiály jako diamantu- podobný uhlík (DLC – diamond like carbon), hydroxyapatite (HA), hydroxyapatit dopovaný stříbrem, krystalické vrstvy TiO2 za snížené krystalické teploty, atd. Podíleli se na řešení DLC pokrytí pro nový typ umělých srdečních chlopní, DLC pokrytí umělých tkaninových cévních náhrad a na vývoji nového typu uretrálního katetru na bázi krystalického TiO2. Vytvářeli nanokrystalické vrstvy SiC, TiC, ZnO, nanokompozitní vrstvy HA+ Ag, dopované vrstvy pro planární vlnovody a senzoriku, supermřížky n a p skutteruditů a BST/STO, atd. II. Přístrojové vybavení : ArF a KrF excimerový laser COMPEX 205F Mikroskop atomárních sil SOLVER Next Měřič kontaktního úhlu DSA 100 Optické stoly STANDA – 2 ks Měřič drsnosti a tloušťky vrstev Alpha step IQ (KLA Tenkor) He- neonové lasery (4 ks) Fourierovský infračervený spektrofotometr Nikolet 6700 5 interakčních komor včetně kryogenní MAPLE a hybridní laser- magnetron komory Iontové dělo, magnetron DC a RF, RF zdrojeNd :YAG laser, 100 W
Schéma interakční komory pro hybridní depozici biokompatibilních vrstev laserem a magnetronem s přídavným RF (13.56 MHz) výbojem
Fotohrafie interakční komory pro hybridní depozici biokompatibilních vrstev laserem a magnetronem s přídavným RF (13.56 MHz) výbojem
ArF a KrF excimerový laser Coherent, Compex 205F (generuje UV záření na vlnové délce 193 nm a 248 nm, výstupní energie 700 mJ)
Měřič tloušťky a drsnosti povrchu tenkých biokompatibilních vrstev
Měřič konatktního úhlu DSA 100
Mikroskop atomárních sil Solver Next
Povrch HA vrstvy měřený AFM mikroskopem
III.
Aplikační výzkum (některé výzkumné práce byly realizovány částečně v „Laboratoři excimerového laseru (NANO…)“ a částečně ve FZÚ AV ČR: -
-
pokrytí zubních implantátů tenkou vrtsvou nanokrystalického hydroxyapatitu studium antibakteriálních vlastností hydroxyapatitových vrstev dopovaných nanočasticemi stříbra pokrytí textilních cévních náhrad tenkými vrstvami diamantu- podobného uhlíku studium nanokrystalického anatasu TiO2 pro vývoj nového typu uretrálního katetru hydroxyapatitem pokrytá textilní nanovlákna pro kožní implatáty pokrytí umělých srdečních chlopní diamantupodobným uhlíkem
Schéma pro pokrytí zubních implantátů hydroxyapatitem pomocí KrF excimerového a CO2 laseru
Laserová syntéza tenkých vrstev hydroxyapatitu dopovaného nanočásticemi stříbra Vlevo – foto depozičního terče Vpravo – SEM hydroxyapatitové vrtsvy s Ag částicemi
Textilní cévní implantát pokrytý tenkou vrtsvou diamantupodobného uhlíku
Nanovlákna (směs polysthylalkohol- chitosan) pokrytá hydroxyapatitem – pro tkáňové inženýrství Vlevo – HA vrstva cca 200 nm (zvětšení 400 x) Vpravo – HA vrstva 3 mikrometry (zvětšení 400 x)
Umělé srdeční chlopně pokryté tenkou vrstvou diamantu- podobného uhlíku
IV.
Publikace pracovníků za poslední 3 roky (pouze v mezinárodních impaktovaných časopisech) :
2007 1. Z. Teuberová, M. Seydlová, T. Dostálová, B. Dvořánková, K. Smetana, M. Jelínek, P. Mašínová, T. Kocourek, K. Kolářová, J. Wilson: Biological and physical properties of pulsed laser deposited zirconia/hydroxyapatite on titanium – in vitro study. Laser Physics, 17, 2007, pp.45-49 2. C.F.Koch, S.Johnson, D.Kumar, M.Jelínek, D.B.Chrisey, A.Doraiswamy, C.Jin, R.J.Narayan, I.N.Mihailescu. Pulsed laser deposition of hydroxzapatite thin films Materiále Science and Engineering C27, 2007, pp.484-494. 3. M. Jelínek, T. Kocourek, J. Remsa, R. Cristescu, I. N. Mihailescu, D. B. Chrisey: MAPLE Applications in Studying Organic Thin Films. Laser Physics, 17, 2007, pp.66-70.
4. N.Badea, M.Jelínek, T.Tite, M.Prodana, A.Campean, I.Demetrescu: The behavior of SiC films fabricated by hybrid laser-magnetron deposition after immersion. Key Engineering Materials 330-332, 2007, pp.537-540. 5. C.Popov, W.Kulisch, J.P.Reithmaier, T.Dostálová, M.Jelínek, N.Anspach, C.Hammann: Bioproperties of nanocrystalline diamond/amorphous carbon composite films. Diamond and Related Materials, 16, 2007, pp. 735-739. 6. R.Cristescu, M.Jelínek, T.Kocourek, E.Axente, S.Grigorescu, A.Moldovan, D.E.Mihaiescu, M.Albulescu, T.Buruiana, J.Dybal, I.Stamatin, I.N.Mihailescu, D.B.Chrisey: Matrix assisted pulsed laser evaporation of pullulan tailor made biomaterials thin films for controlled drug delivery systems. Journal of Physics 59,2007, pp.144-149. 7. M.Jelínek, R.Cristescu, T.Kocourek, V.Vorlíček, J.Remsa, L.Stamatin, D.Mihailescu, I.Stamatin, I.N.Mihailescu, D.B.Chrisey: Thin films growth parameters in MAPLE, application to fibrinogen. Journal of Physics 59, 2007, pp.22-27. 8. W.Mroz, M.Jedynski, J.Hoffman, M.Jelínek, B.Major, A.Prokopiuk, Z.Szymanski: Effect of reactive atmosphere on pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin films. Journal of Physics 59, 2007, pp.720-723. 9. V.Myslík, R.Fryček, R.Vrňata, F.Vysloužil, P.Fitl, M.Jelínek: Organic active layers for chemical sensors prepared by matrix assisted pulse laser deposition (MAPLD). Journal of Physics 59, 2007, pp.79-83. 10. T.Kocourek, M.Jelínek, J.Kadlec, C.Popov, A.Santoni: Thin TiCN films prepared by hybrid magnetron-laser deposition. Plasma Process and Polymers 4, 2007, pp.S651-S654. 11. M.Jelínek, T.Dostálová, Z Teuberová, M.Seydlová, P.Mašínová, T.Kocourek, W.Mroz, A.Prokopiuk, K.Smetana: Study of laser created ZrO2 and hzdroxyapatite /ZrO2 films for implantology. Biomolecular Engineering 24, 2007, pp 103-106. 12. R.Fryček, V.Vysloužil, V.Myslík, M.Vrňata, D.Kopecký, O.Ekrt, P.Fitl, M.Jelínek, T.Kocourek, R Šipula: Deposition of organic metalocomplexes for sensor applications by MAPLE. Sensors and Actuators B:Chemical 125, 2007, pp. 189-194. 13. M.Jelínek, R.Cristescu, E.Axente, T.Kocourek, J.Dybal, J.Remsa, J.Plestil, D.Mihaiescu, M.Albulescu, T.Buruiana, et.al.: Matrix assisted pulsed laser evaporation of cinnamatepullulan and tosylate –pullulan polysacharide derivative thin films for pharmaceutical applications. Applied Surface Science 253, 2007, pp. 7755-7760. 14. C.Popov, W.Kulisch, B.Bliznakov, B.Medikarov, G.Spasov, J.Pirov, M.Jelínek, T.Kocourek, J.Zemek: Characterization of the bonding structure of nanocrystalline diamond and amorphous carbon films prepared by plasma assisted techniques. Applied Physics A 89, 2007, pp.209-212. 15. M.Novotný, J.Bulíř, J.Lánčok, M.Jelínek: A comparison of plasma in laser and hybrid laser-magnetron SiC deposition systems. Plasma Process es and Polymers 4, 2007, pp. S1017-S1021. 16. M. Jelínek, T. Dostálová, Z. Teuberová, M. Seydlová, P. Mašínová, T. Kocourek, W. Mróz, A. Prokopiuk, K. Smetana: Study of laser created ZrO2 and hydroxyapatite/ZrO2 films for implantology.Biomolecular Engineering 24, 2007, 103-106. 2008 17. M. Jelínek, T. Kocourek, J. Zemek, M. Novotný, J. Kadlec. Thin SiCx films prepared by hybrid laser- magnetron deposition. Appl. Phys. A 93, 633- 637, 2008, 18. T. Kocourek, M. Jelinek, V. Vorliček, J. Zemek, T. Janča, V. Žížková, J. Podlaha, C. Popov. DLC coating of textile blood vessels using PLD. Appl. Phys. A 93, 627-632,2008
19. M. Seydlova M., Z. Teuberova Z., T. Dostalova T., P. Kriz P., B. Dvorankova, K. Smetana, M. Jelinek, T. Kocourek. Crystallinity of hydroxyapatite influence the growth of keratinocytes. Prague Medical Report, Vol. 109, 2008, No. 2-3, p. 142- 148. 2009 20. D. Kopecký, M. Vrňata, F. Vysloužil, V. Myslík, P. Fitl, O. Ekrt, P. Matejka, M. Jelínek, T. Kocourek. Polypyrrole thin films for gas sensors prepared assisted pulsed laser evaporation technology : effect of the deposition parameters on materials properties. Thin Solid Films 517, 2009, 2083 – 2087. 21. M. Jelínek. Growth of Optical Waveguides by Pulsed Laser Deposition. Laser Physics, 2009, Vol. 19, No. 2, 265- 273. 22. M. Jelínek, T. Kocourek, J. Kadlec, J. Zemek. Hybrid Laser- Magnetron Technology for Carbon Composite Coating. Laser Physics, 2009, Vol. 19, No. 2, 149- 153. 23. M. Jelínek, F. Flory. L.Escoubas : Pulsed laser deposition – active and passive. International Journal Materials and Products Technology. Vol. 34, No. 4, 2009, 438 -453. 24. V. Železný, D. Chvostová, L. Pajasová, M. Jelínek, T. Kocourek, S. Daniš, V. Valvoda : Optical study of BST films combining ellipsometry, reflectivity, Appl. Surface Science, 255, 2009, 5280- 5283. 25. M. Seydlova M., Z. Teuberova Z., T. Dostalova T., P. Kriz P., B. Dvorankova, K. Smetana, M. Jelinek, T. Kocourek. Crystallinity of hydroxyapatite influence the growth of keratinocytes. Prague medical report, 2009, pp 1-8 26. J. Podlaha, M. Dvořák, V. Žižková, R. Dvořák, R. Kabeš, M. Jelínek, K. Veselý. Experimental verification of a new carbon- coated ARTECOR vascular prosthesis. Acta Veterinaria Brno 2009, 78, 115-120. 27. J. Remsa, M. Jelínek, T. Kocourek, J. Oswald, V. Studnička, M. Čerňanský, F. Uherek, Mich. Jelínek. Highly oriented crystalline Er : YAG and Er : YAP layers prepared by PLD and annelaing. Applied Surface Science 255, 2009, 5292-5294, 2009. 28. M. Jelínek, T. Kocourek, J. Zemek, J. Kadlec : SiCx Layers Prepared by Hybrid Laser Deposition and PLD. Plasma Process. Polymer. 2009,6, 5366-5369
