INFORMACJE O CIB

 

Witold Walke: Zjawiska powierzchniowe na podłożach tytanowych z powłoką SiO2 w układzie krwionośnym 

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Gliwice 2017 

 

 

 

 

 

Monografia obejmuje problematykę zastosowania powłoki SiO2 do poprawy hemokompatybilności biomateriałów tytanowych i stopów tytanu na wyroby implantacyjne
w układzie sercowo-naczyniowym. Autor koncentruje się kompleksowo na zagadnieniach dotyczących roli obróbki powierzchniowej tych biomateriałów w procesie  kształtowania struktury morfologicznej i własności fizykochemicznych warstwy powierzchniowej. Zagadnienia te są bardzo istotne i decydują o przebiegu zjawisk na granicy implant – środowisko tkankowe. Przeprowadzona przez Autora monografii analiza uwarunkowań biochemicznych i biofizycznych układu sercowo-naczyniowego pozwoliła uwypuklić cechy środowisk tkankowego, które powinny być kompatybilne z cechami biomateriału. Zaproponowany został program badawczy ukierunkowany na relacje, które zachodzą pomiędzy strukturą, a własnościami mechanicznymi, fizykochemicznymi i elektrochemii -
cznymi warstw powierzchniowych, a ich hemokompatybilnością. Wytypowane metody badawcze, które są istotnie przydatne do oceny jakości biomateriału dla tego układu oraz opracowana została oryginalna metodologia badań pozwalająca ocenić jakość finalną powłoki SiO2  na podłożu tytanu i jego stopów. Monografia uzyskała nagrodę IV Wydziału Nauk Technicznych PAN w roku 2018.

 

Elżbieta D. Niezabitowska, Anna Szewczenko, Iwona Benek: Potrzeby osób starszych w obiektach  z funkcją opieki

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Gliwice 2017 

 

 

 

 

 

Podręcznik jest kompendium wiedzy naukowej i praktycznej na temat uwarunkowań w projektowaniu architektonicznym dla osób starszych. Zaprezentowano w nim podejście antropocentryczne, gdzie punktem wyjścia do sformułowania głównych wytycznych projektowych jest specyfika potrzeb osób starszych - grupy o bardzo zróżnicowanym stanie zdrowia fizycznego i psychicznego. Podręcznik odnosi się do środowiska instytucjonalnego, czyli obiektów, które pełnią funkcję opieki zdrowotnej lub usług opiekuńczych dla osób starszych. Przedstawione opracowanie jest efektem kilkuletnich badań indywidualnych Autorek i prac badawczych. Ponadto w podręczniku wskazano metody badawcze (np. Evidence-Based Design), które umożliwiają doskonalenie praktyki projektowej, zwłaszcza w odniesieniu do obiektów opieki zdrowotnej. Podręcznik wypełnia lukę w literaturze krajowej. Opracowanie bazuje na najbardziej aktualnych doniesieniach naukowych i tendencjach projektowych w zakresie kształtowania obiektów dla osób starszych. Ujęto w nim szereg zagadnień projektowych w skali budynku, jak i rozwiązań w skali poszczególnych wnętrz. Ponadto podręcznik uzyskał pozytywne recenzje i uznanie za oryginalność oraz podjęcie tematyki wykraczającej poza typowe standardy projektowania.

 

Anna Szewczenko: Przestrzenie opieki geriatrycznej 

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Gliwice 2018 

 

 

 

 

 

W monografii podjęta została tematyka projektowania dla osób starszych w odniesieniu do obiektów opieki zdrowotnej. Poruszona tematyka nie była dotąd przedmiotem badań w kraju. Praca podejmuje tematykę istotną w kontekście społecznych wyzwań wynikających ze zmian demograficznych, a w tym wzrastającego zapotrzebowania na dostępność i odpowiedni poziom usług zdrowotnych. W pracy dokonano analizy światowych tendencji w zakresie wiedzy i praktyki projektowej uwzględniającej potrzeby osób starszych. Wartością pracy są także wyniki badań oddziałów geriatrycznych, wykorzystujące autorską metodę badań. Według opinii recenzenta pracy: „Czytelnik monografii otrzymuje pogłębioną, opartą na studiach literaturowych, wiedzę o potrzebach pacjentów w wieku podeszłym. (…) Jest to wiedza niezbędna dla budowania społecznych kompetencji projektanta, wykraczająca poza  standardy typowej wiedzy o architekta o człowieku”. W kontekście światowych tendencji oraz na bazie zrealizowanych badań opracowana została lista kontrolna, zawierająca wytyczne i zalecenia dla modelowego oddziału geriatrycznego jako formy opieki medycznej istotnej z punktu widzenia jakości życia osób starszych. Wyniki badań wykorzystane zostały między innymi przy opracowaniu rekomendacji dot. zasad projektowania obiektów ochrony zdrowia dla seniorów opracowanej dla Państwowego Zakładu Higieny. Monografia uzyskała nagrodę IV Wydziału Nauk Technicznych PAN w roku 2018 r. 

 

Alicja Balin: Cementy w chirurgii kostnej 

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Gliwice 2016 

 

 

 

 

 

W monografii podjęto próbę uporządkowania metod oraz uzyskanych wyników badań własności użytkowych cementów kostnych z uwzględnieniem symulacji procesów ich polimeryzacji w chwili implantacji oraz warunków obciążania podczas długiego okresu eksploatacji. Za szczególnie ważne uznano metody badań trwałości cementów przeznaczonych do mocowania endoprotez, polegające na zastosowaniu dynamicznego obciążenia cyklicznego, symulującego oddziaływania w cemencie w warunkach aktywności ruchowej pacjenta. Przedstawione wyniki badań własnych polimerowych cementów modyfikowanych ceramiką, węglem szklistym oraz antybiotykami dowodzą, że do oceny trwałości cementów chirurgicznych można stosować metodę badań zmęczenia niskocyklowego. Kompleksowe badania modyfikowanych cementów rozszerzono o badania biologiczne in vitro oraz reakcji in vivo organizmu na implanty. Przedstawiona w monografii metodyka badań doświadczalnych kompozytowych cementów może służyć do opisu jakościowego i ilościowego ich cech materiałowych, które decydują o przydatności tych biomateriałów w chirurgii kostnej do mocowania endoprotez stawów.  

 

Stanisław Błażkiewicz, Jan Marciniak (red.):
BIOMATERIAŁY,
 t. 4, w: Inżynieria Biomedyczna. Podstawy i Zastosowania, PAN, W. Torbicz, R. Maniewski, A. Liebeert (red.)

Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT
Warszawa 2016

 

 

 

 

 

Monografia obejmuje badania własne autorów poszczególnych rozdziałów na tle doniesień przedstawionych literatury światowej. Zakres prezentowanych w monografii zagadnień wskazuje na to, że może ona być przydatna zarówno dla inżynierów – technologów  i konstruktorów wyrobów medycznych, jak i lekarzy różnych specjalności.  Wydanie to jest uaktualnione w porównaniu do poprzedniej monografii wydanej w roku 2003 skoncentrowanej na biomateriałach metalowych, polimerowych, ceramicznych i kompozytowych stosowanych do wytwarzania implantów. Monografia zawiera również nowe rozdziały związane z rozwojem nowych kierunków badań, takich jak: nanomedycyna,  nanomateriały, medycyna regeneracyjna,  inżynieria tkankowa oraz nawiązuje do najnowszych zaleceń normatywnych z zakresu oceny biozgodności materiałów implantacyjnych, dekontaminacji  wyrobów medycznych,  ich klasyfikacji oraz procedur zgodności i zarządzania ryzykiem. Przedstawiony stan wiedzy na temat biomateriałów może zainteresować osoby, które uczestniczą w prowadzeniu  badań nad materiałami dla medycyny, ponieważ wykracza on poza tradycyjny sposób ujęcia tej tematyki. Monografia ta została także napisana z myślą  o studentach specjalności i kierunków inżynierii materiałów, bioinżynierii, jak i medycyny. Monografia wyróżniona została przez IV Wydział Nauk Technicznych PAN.

 

Marek Gzik, Małgorzata Lewandowska-Szumieł, M. Pawlikowski, Michał Wychowański (red.)
BIOMECHANIKA I INŻYNIERIA REHABILITACYJNA,
t. 3, w Inżynieria Biomedyczna. Podstawy i Zastosowania, PAN, W. Torbicz, R. Maniewski, A. Liebeert (red.)

Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT
Warszawa 2013

 

 

 

 

 

Monografia obejmuje badania własne autorów poszczególnych rozdziałów na tle doniesień przedstawionych literatury światowej. Zakres prezentowanych w monografii zagadnień wskazuje na to, że może ona być przydatna zarówno dla inżynierów – technologów  i konstruktorów wyrobów medycznych, jak i lekarzy różnych specjalności.  Wydanie to jest uaktualnione w porównaniu do poprzedniej monografii wydanej w roku 2003 skoncentrowanej na biomateriałach metalowych, polimerowych, ceramicznych i kompozytowych stosowanych do Monografia obejmuje szerokie spektrum zagadnień rozwijanych w czołowych ośrodkach inżynierii biomedycznej zajmujących się zagadnieniami biomechaniki i inżynierii rehabilitacyjnej. Uwaga autorów skoncentrowana została na diagnostyce, terapii i rehabilitacji, które bezpośrednio dotyczą aspektów zdrowotnych nazwanych biomechaniką medyczną i rehabilitacyjną Ocena zdolności motorycznych, poprawa sprawności zawodników różnych dyscyplin i optymalizacja treningu to biomechanika sportu. Bezpieczeństwem, ergonomią oraz wpływem czynników fizycznych na człowieka zajmuje się biomechanika pracy. Kolejnym kierunkiem wykorzystywanym jest wiedza z zakresu metod inżynierskich nazywana biomechaniką inżynierską. W monografii znaleźć można najnowsze informacje z zakresu problematyki kształcenia w zakresie biomechaniki, własności biomechanicznych tkanek wybranych, zagadnień biomechaniki komórki, biomechaniki układu ruchu człowieka i modelowania w biomechanice oraz biomechaniki medycznej i rehabilitacyjnej, biomechaniki w implantologii i sportu, a także wybranych zagadnień aplikacji biomechaniki. Monografia wyróżniona została przez IV Wydział Nauk Technicznych PAN.

 

Marcin Kaczmarek
KSZTAŁTOWANIE WŁASNOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH WARSTW POWIERZCHNIOWYCH NADSPRĘŻYSTEGO STOPU NiTi PRZEZNACZONEGO NA STENTY WIEŃCOWE

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Gliwice 2015

 

Książka przedstawia aktualną problematykę kształtowania oraz oceny własności użytkowych stopów z pamięcią kształtu (NiTi) przeznaczonych na stenty wieńcowe. W monografii przedstawione zostały zagadnienia zjawiska pamięci kształtu, odporności korozyjnej, obróbki powierzchniowej oraz biokompatybilności stopów NiTi w odniesieniu do zastosowań medycznych. Przedstawione zostały specyficzne zagadnienia dotyczące modelowania oraz doboru własności mechanicznych stopów wykazujących zjawisko nadsprężystości z uwzględnieniem obróbki powierzchniowej, zapewniającej odpowiednią hemokompatybilność. Ponadto przedstawiono kompleksowe podejście do oceny odporności korozyjnej stopów z pamięcią kształtu, w odniesieniu do zjawisk występujących w układzie sercowo-naczyniowym.

Janusz Szewczenko
KSZTAŁTOWANIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNYCH I CHEMICZNYCH WARSTWY WIERZCHNIEJ IMPLANTÓW ZE STOPÓW TYTANU DLA TRAUMATOLOGII I ORTOPEDII

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Gliwice 2014 

 

W pracy przedsta­wiono wyniki ba­dań przydatności metod modyfiko­wania powierzch­ni stopów Ti6A14V i Ti6A117Nb, sto­sowanych na im­planty w chirurgii kostnej.

Aktualnie zazna­cza się brak kom­pleksowych ba­dań wpływu wstęp­nych, poprzedza­jących utlenianie anodowe i steryli­zację parową metod modyfikowania powierzchni implantów ze stopów ty­tanu. W pracy sformułowano tezę, że weryfikacja przy­datności procesów modyfikowania warstwy wierzchniej takich implantów możliwa jest przez ocenę jakości biomechanicznej zespolenia oraz oddziaływanie procesów fizycznych i chemicznych w warunkach zbliżonych do zastosowania klinicznego.

Jan Marciniak 
BIOMATERIAŁY

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
 Gliwice 2013 

 Monografia obejmuje syntezę najnowszych informacji oraz własnych doświadczeń klinicznych z obszaru stymulacji zrostu kostnego prądami elektrycznymi. Te doświadczenia nawiązują do poszukiwania efektywniejszych metod aktywizowania zrostu kostnego i przywracania tkankom sfery urazu prawidłowych struktur i utraconych funkcji. Rozważania bazują na biofizycznych możliwościach wynikających z własności elektrycznych kości oraz oddziaływania impulsów elektrycznych na procesy metaboliczne w tkance kostnej.

W treści monografii ujęto rozwój i modyfikacje technik leczenia złamań i rekonstrukcji układów kostno-stawowych weryfikowanych klinicznie. Uwypuklono również czynniki, które przyczyniły się do aktywacji procesu gojenia złamań kości. Ukazanie na pewnym etapie efektów elektromechanicznych w wyniku sprężystego i kontrolowanego odkształcenia kości z wykorzystaniem zjawisk półprzewodnikowych i piezoelektrycznych kości, stworzyły kolejne możliwości aktywizacji zrostu kostnego przez zastosowanie elektrostymulacji. Wskazane zostały metody i parametry elektrostymulacji, które zostały zweryfikowane w doświadczeniach przedklinicznych i klinicznych. Omówiono też urządzenia stosowane do prowadzenia elektrostymulacji różnymi metodami z wykorzystaniem skutecznych przebiegów prądowych aktywizacji i działania przeciwbólowego. Wiele uwagi poświecono kwestii bezpieczeństwa, a więc minimalizacji negatywnych skutków rozwoju korozji elektrod i inicjowania efektów metalozy.

Monografia znakomicie wypełnia lukę na krajowym rynku wydawniczym
z zakresu: ortopedii, traumatologii, jak i rehabilitacji i będzie szczególnie przydatna dla słuchaczy studiów dziennych, podyplomowych i doktorskich, czy kursów aktualizacji wiedzy lekarzy oraz słuchaczy na uczelniach medycznych i technicznych na kierunkach inżynierii biomedycznej.

 

Słowa kluczowe:

§ metody stabilizacji odłamów kostnych

§ gojenie kości

§ czynniki aktywizacji zrostu kostnego

§ struktura i biofizyka kości

§ elektrostymulacja kości

§ procesy korozyjne elektrostymulacji

§ metody elektrostymulacji

§ elektrostymulatory zrostu kości 

 

Marek Gzik 
MODELOWANIE ORAZ NOWOCZESNE METODY INŻYNIERSKIEGO WSPOMAGANIA LECZENIA WAD NARZĄDU RUCHU CZŁOWIEKA
Biblioteka Problemów Eksploatacji

Wydawnictwo ITE
2013 

 

Książka pt.: "Modelowanie oraz nowoczesne metody inżynierskiego wspomagania leczenia wad narządu ruchu człowieka", stanowi zbiór ogólnych informacji na temat inżynierskiego wspomagania leczenia narządu ruchu człowieka, a w szczególności zabiegów chirurgicznych. Kolejne rozdziały wprowadzają czytelnika w obszar wiedzy na temat współczesnych możliwości poprawy jakości leczenia, przy podkreśleniu istotnej roli technicznego zaplecza medycyny. Monografia jest podsumowaniem doświadczeń własnych autora oraz pracowników Katedry Biomechatroniki Wydziału Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej zdobytych wspólnie ze środowiskiem śląskich neurochirurgów oraz fizjoterapeutów. W okresie kilkunastu ostatnich lat prowadzone prace badawcze koncentrowały się nad biomechaniką narządu ruchu człowieka, jak również planowaniem zabiegów korekcji zdeformowanych czaszek dzieci. Zdobyta wiedza przyczyniła się do wdrożenia w praktyce klinicznej systemowego podejścia leczenia przypadków kraniosynostozy przy wykorzystaniu inżynierskiego wspomagania.

Robert Michnik
BADANIA MODELOWE I DOŚWIADCZALNE CHODU CZŁOWIEKA W ASPEKCIE PROCESU JEGO REHABILITACJI
Biblioteka Problemów Eksploatacji

Wydawnictwo ITE
2013 

  

       Niniejsza monografia stanowi podsumowanie badań związanych z zastosowaniem metod modelowania matematycznego oraz biomechanicznych badań doświadczalnych do oceny narządu ruchu człowieka. W ramach pracy podjęto się opracowania i aplikacyjnego zweryfikowania metodyki badań chodu pacjentów umożliwiającej ocenę układu ruchu oraz monitorowanie postępów rehabilitacji.

       Głównym elementem proponowanej metodyki jest przestrzenny model matematyczny ruchu kończyn dolnych człowieka pozwalający na symulację obciążeń układu szkieletowo-mięśniowego. Opracowany model składa się z siedmiu segmentów modelujących: miednicę oraz segmenty kończyny prawej i lewej: udo, podudzie oraz stopę. Układ mięśniowy reprezentowany jest przez 62 mięśnie działające w obrębie kończyn dolnych. Identyfikację sił generowanych przez mięśnie przeprowadzono w ramach odwrotnego zadania dynamiki oraz z wykorzystaniem metod optymalizacyjnych. Na potrzeby pracy sformułowano zadanie optymalizacyjne, w którym poszukiwano wartości sił mięśniowych przy przyjętej funkcji celu zakładającej poszukiwanie minimum sumy kwadratów sił mięśniowych w kolejnych chwilach czasu. Zadanie optymalizacyjne rozwiązywane było przy dodatkowych warunkach ograniczających wynikających z fizjologii mięśni oraz równości momentów sił zewnętrznych i momentów sił mięśniowych działających na stawy kończyn dolnych.

       Możliwości zastosowania przedstawianej metodyki badań modelowych oraz doświadczalnych chodu do diagnostyki układu ruchu oraz monitorowania postępów rehabilitacji, zweryfikowano przeprowadzając badania grupy pacjentów GCR Repty w Tarnowskich Górach.  

Zbigniew Paszenda
STENTY W KARDIOLOGII INTERWENCYJNEJ
Wybrane zaganienia

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Gliwice 2013 

   

        Monografia „Stenty w kardiologii interwencyjnej – wybrane zagadnienia stanowi syntezę danych literaturowych nawiązujących do badań i doświadczeń klinicznych dotyczących leczenia schorzeń w obrębie układu krwionośnego z wykorzystaniem stentów naczyniowych. Ponadto stanowi próbę uporządkowania interdyscyplinarnych przemyśleń Autora oraz prezentacji własnych doświadczeń związanych z kształtowaniem i oceną własności użytkowych stentów ze szczególnym uwypukleniem zagadnień biomechanicznych, oceny odporności korozyjnej i hemokompatybilnosci w warunkach adekwatnych do ich zastosowań. W treści monografii wyróżniono sześć rozdziałów. Rozdział pierwszy prezentuje specyfikę stosowania tej postaci implantów w układzie sercowo-naczyniowym z uwzględnieniem biofizycznych uwarunkowań tego układu. Tego rodzaju analiza pozwoliła na uwypuklenie cech środowiska tkankowego, które powinny być kompatybilne z cechami biomateriału i powierzchni stentu. Uwarunkowania te powinny zostać zatem uwzględnione w kryteriach doboru i weryfikacji finalnych własności fizykochemicznych biomateriału stentów oraz ich powierzchni. W rozdziale drugim Autor przedstawił zagadnienia związane z patologią krążenia wieńcowego oraz scharakteryzował metody diagnostyki i leczenia schorzeń naczyń krwionośnych. Uzupełnienie tej części monografii stanowi charakterystyka instrumentarium zabiegowego wykorzystywanego w zabiegach koronarografii oraz angioplastyki wieńcowej. Problematyka stosowania stentów w leczeniu zwężeń naczyń krwionośnych stanowi przedmiot rozważań w rozdziale trzecim. W tej części monografii Autor skoncentrował się na przedstawieniu klasyfikacji stentów naczyniowych, przykładów ich konstrukcji oraz zdeterminowanych w zaleceniach normatywnych kryteriów jakości dla tej postaci implantów. Najobszerniejszą część tego rozdziału stanowi prezentacja uwarunkowań materiałowych, które powinny być uwzględnione w procesie projektowania i wytwarzania dla zapewnienia finalnych i powtarzalnych własności użytkowych stentów naczyniowych. Rozdział czwarty niniejszej monografii stanowi prezentację problematyki modyfikacji powierzchni stentów naczyniowych realizowanej celem ograniczenia niekorzystnych zjawisk zachodzących po wprowadzeniu implantu do układu krwionośnego (wykrzepianie, restenoza). W tej części pracy przedstawiono również charakterystykę powszechnie obecnie stosowanych implantów uwalniających leki (stenty DES). W rozdziale piątym została omówiona problematyka odporności korozyjnej stentów naczyniowych. W szczególności przedstawiono zaproponowaną przez Autora metodologię badań odporności korozyjnej tej postaci implantów z uwzględnieniem uwarunkowań wynikających z techniki implantacji oraz warunków ich użytkowania. Ostatni, szósty rozdział monografii stanowi omówienie trendów rozwojowych w odniesieniu do implantów stosowanych w kardiologii interwencyjnej.

                           

Andrzej W. Mitas, Julian Bader, Marcin Bugdol, Monika Bugdol, Dagmara Choraś, Marcin Grzegorzek, Przemysław Kocjan, Andreas Kolb, Anna Koziczak, Bjorn Labitzke, Dariusz Mostowski, Mirosław Owoc, Mirosława Plucińska, Artur Ryguła, Jan Ryżko, Khalid Saeed: BIOMETRICS - 2010

 

      Monografia „Biometrics - 210” prezentuje  zagadnienia związane z tematyką biometrii. Omówiono społeczne i prawne aspekty wykorzystania technik biometrycznych w praktyce, jak również bieżące kierunki rozwoju i analizę aktualnych rozwiązań. W pracy zaprezentowano także problem kryptografii biometrycznej, czyli wykorzystania unikalnych cech człowieka do utworzenia klucza szyfrującego. Znaczącą cześć książki stanowią autorskie propozycje metod ekstrakcji i porównywania szablonów biometrycznych generowanych w oparciu o wybrane biometryki fizjologiczne i behawioralne. Ostatnia część opracowania zawiera propozycję wykorzystania nietypowych cech biometrycznych, takich jak EKG, czy styl jazdy kierowcy.

Jerzy Margielewicz, Edward Kijak, Tomasz Lipski, Małgorzata Pihut, Jacek Kosiewicz, Danuta Lietz-Kijak : MATERIAŁY NANOKOMPOZYTOWE ULEPSZANE NANOSREBREM NA DŁUGOCZASOWE MIĘKKIE PODŚCIELENIA PROTEZ STOMATOLOGICZNYCH

        Monografia „Badania modelowe równowagi biostatycznej narządu żucia człowieka” prezentuje metody numeryczne, które umożliwiają matematyczny opis równowagi biostatycznej narządu żucia człowieka  z uwzględnieniem związków przyczynowo - skutkowych zachodzących w funkcjonalnych relacjach mięśniowo – szkieletowo – nerwowych. Biomechanika narządu żucia nie została dotychczas dostatecznie zdefiniowana i stanowi w dalszym ciągu problem badawczy, który rozwijany jest w czołowych ośrodkach inżynierii biomedycznej. Proponowane w monografii modele numeryczne mogą być wykorzystane do rozważań relacji biomechanicznych przy analizie funkcjonowania układu stomatognatycznego. Monografia bazuje na badaniach kilku ośrodków naukowych zajmujących się interdyscyplinarną problematyką równowagi biostatycznej narządu żucia człowieka

                          

 

Grzegorz Chladek: MATERIAŁY NANOKOMPOZYTOWE ULEPSZANE NANOSREBREM NA DŁUGOCZASOWE MIĘKKIE PODŚCIELENIA PROTEZ STOMATOLOGICZNYCH

 

         Praca skoncentrowana została na badaniach silikonowych materiałów na długoczasowe, miękkie podścielenia protez stomatologicznych w celu otrzymania nanokompozytu charakteryzującego się zwiększoną odpornością przeciwdrobnoustrojową oraz pożądanymi własnościami mechanicznymi i użytkowymi, zostały osiągnięte.
         
Wprowadzenie do dwuskładnikowych, silikonowych materiałów do wykonywania długoczasowych podścieleń protez  stomatologicznych nanocząstek srebra metodą rozpuszczalnikową umożliwia uzyskanie nanokompozytów charakteryzujących się podwyższoną odporność przeciwdrobnoustrojową . Jednak możliwości zwiększania skuteczności bakteriobójczej nanokompozytów są ograniczone przez efekty związane ze wzrostem udziału masowego nanosrebra.
          
Wzrost udziału masowego  nanosrebra w połączeniu z towarzyszącą zwiększaniu udziału masowego tendencją do wzrostu liczby i rozmiarów agregacji nanocząstek srebra w otrzymanych nanokompozytach, stanowią przyczynę wydłużenia się czasu sieciowania nanokompozytów  i obciążenia  stopnia konwersji, ponieważ zarówno cząstki jak i tworzące się agregacji nanocząstek srebra w otrzymanych nanokompozytach, stanowią przyczynę wydłużenia się czasu sieciownia nanokompozytów i obciążenia stopnia konwersji, ponieważ zarówno cząstki jak i tworzące się  agregacje  tworzą przeszkody fizyczne, izolujące od siebie reaktywne grupy polimeru oraz cząstki katalizatora. 
          
Obniżenie się stopnia konwersji otrzymanych nanokompozytów  wraz ze wzrostem udziału masowego nanocząstek srebra, a tym samym liczby i rozmiarów agregacji, jest przyczyną stopniowej zmiany wszystkich analizowanych właności mechanicznych i użytkowych.

                          

 

Jarosław Żmudzki: UWARUNKOWANIA MATERIAŁOWE WYDOLNOCI CZYNNOCIOWEJ CAŁKOWITYCH OSIĄGAJĄCYCH PROTEZ ZĘBOWYCH

 

         W pracy ustalono wpływ własności materiałowych protez osiadającej, jak również naturalnego tworzywa podłoża błony śluzowej na zjawiska transmisji eksploatacyjnych obciążeń żucia oraz eksploatacyjnych obciążeń spoczynkowych, warunkujących wydolność czynnościową protez. Numeryczne sformułowanie Metody Elementów Skończonych dużych przemieszczeń z uwzględnieniem kontaktu na powierzchni błony Śluzowej umożliwia projektowanie materiałów protez osiadających na kryteriach nośności naturalnego tworzywa tkanek miękkich i twardych podpierających protezy w symulowanych warunkach obciążeń eksploatacyjnych. Stanowi to punkt wyjścia do sterowania składem, budową i usieciowaniem tworzyw elastomerowych stosowanych do wykonywania podścieleń lub przyłączy do implantów.
        
Podstawę oceny i kształtowania własności użytkowych materiałów całkowitych protez osiadających w kategorii wydolności żucia stanowią obciążenia błony śluzowej i przyłączy do implantów, które należy identyfikować podczas destabilizacji protezy skośną boczną siłą żucia. Kryteria oceny własności użytkowych projektowanych materiałów złączy ze względu na efekty przeciążeniowe kości stanowią: boczne obciążenia złączy, zginające implant oraz osiowe, wyciągające implant z kości: natomiast ze względu na stabilizację protezy w fazie miażdżenia pokarmu: praca konieczna do zrzucenia protezy w warunkach” spóźnionego” kontaktu balansującego lub limit unoszenia skrzydła do momentu destabilizacji  złącza.
      
W projektowaniu materiałowym protez należy uwzględnić wpływ tolerancji technologicznych na obciążenia tkanek ze względu na ujawniony znaczny wpływ odchyłek wykonawczych na wzrost wartości obciążeń spoczynkowych podłoża błony śluzowej, implantów oraz wartości sił mięśniowych, koniecznych do utrzymywania protezy w pozycji spoczynkowego zaguzkowania centrycznego.

                          

Jerzy Margielewicz: MODELOWANIE NUMERYCZNE W ROZPOZNAWANIU STANÓW BIOMECHANICZNYCH UKŁADU STOMATOGNATYCZNEGO.

         Zaburzenia czynnościowe narządu żucia to grupa schorzeń, która charakteryzuje się narastająca częstotliwością wystąpień. Należy wyraźnie zaznaczyć, że schorzenia te dotyczą wszystkich grup wiekowych. Problematyka związana z diagnozowaniem, leczeniem i rehabilitacją narządu żucia należy do jednych z najtrudniejszych zagadnień współczesnej stomatologii. Trudności te dotyczą przede wszystkim identyfikacji oraz lokalizacji stanów patologicznych. Postęp techniczny oraz coraz większa dostępność metod diagnostycznych takich, jak tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny elektromiografia  czy tez specjalistyczne systemy rejestrujące ruch żuchwy w znacznym stopniu ułatwiają obserwację i analizę. Jednak ilość metod nie przekłada się proporcjonalnie na użyteczną fizykalną interpretację zachodzących zjawisk biomechanicznych, uniemożliwiając tym samym jednoznaczne zidentyfikowanie przyczyn wywołujących dysfunkcje narządu żucia. Mając na uwadze przede wszystkim zjawiska biomechaniczne zachodzące w obrębie układu stomatognatycznego, opracowano metodykę badań, która dostarcza nowych danych, umożliwiając precyzyjną interpretację wyników uzyskanych na drodze badań klinicznych.  Sformułowane w pracy modele kinematyczne oraz dynamiczne układu stomatognatycznego ułatwiają zrozumienie istoty zjawisk zachodzących podczas realizacji ruchów fizjologicznych żuchwy. Dodatkowo badania numeryczne narządu żucia dostarczają nowych jakościowo danych, które jak dotychczas nie były brane pod uwagę podczas analizy przyczyn dysfunkcji układu stoamtognatycznego.  Wielkościami wyjściowymi do odwzorowania stanów biomechanicznych narządu żucia były pomiary trajektorii ruchu zębów siecznych oraz wyrostków kłykciowych żuchwy. Pomiary te zarejestrowano w Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie. Trajektorie posłużyły do obliczenia współrzędnych konfiguracyjnych przestrzennego modelu kinematyki żuchwy, a następnie matematycznego opisu orientacji i zmian długości mięśni żwaczowych. Na podstawie obliczonych długości mięśni żucia zdefiniowano współczynniki aktywności, które określają stronę żuchwy odpowiedzialną za dysfunkcję.  Do identyfikacji chwil czasowych, w których dochodzi do zaburzenia ruchu narządu żucia, zastosowano przestrzenne widma fourierowskie.  Siły mięśni żwaczowych identyfikowano na podstawie przestrzennego modelu zbudowanego na bazie formalizmu metody MES. Model ten posłużył do oceny wrażliwości parametrycznej, wpływu orientacji siły okluzyjnej przyłożonej do łuku zębowego na wartość siły w poszczególnych mięśniach. W rozprawie sformułowano metodę badania wielości obciążeń mięśniowych działających na żuchwę z uwzględnieniem pobudzenia mięśni przez układ nerwowy oraz maksymalnej wydolności przez poszczególne mięśnie żwaczowe. Oddziaływanie  układu nerwowego na mięśnie zameldowano przy żuciu regulatora proporcjonalnego typu PID o działaniu ciągłym. Zamieszczone w pracy modele narządu żucia oraz metody przetwarzania wyników badań klinicznych są podstawową do ilościowego i jakościowego opisu stanów biomechanicznych narządu żucia.

                          

Andrzej W. Mitas, Marcin Bugdol, Rafał Doroz, Mirosław Owoc, Piotr Porwik, Mirosława Plucińska, Robert Proksa, Jan Ryżko, Łukasz więcław: BIOMETRY - SPECIAL ISSUE.

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 
Gliwice
2010

         

          W monografii  przedstawiono zagadnienia analizy barw głosu zarówno w kontekście biometrycznym, jak i w wymiarze estetycznym. zwrócono uwagę na wyjątkowy walor głosu ludzkiego, który reprezentując cechy biometryczne człowieka, możliwe do nieinwazyjnego rejestrowania i przetwarzane w systemach identyfikacji i uwierzytelnienia, ma absolutnie unikalne cechy. głos ludzki z uwagi na budowę aparatu mowy może być bowiem traktowany jako źródło cechy fizjologicznej, z drugiej zaś strony może być interpretowany w aspekcie biometrii behawioralnej: a w szczególności może być rozważany również w kontekście "KANSEI engineering", ponieważ znakomicie nadaje się do ekspozycji stanu emocjonalnego człowieka.  

                          

 Henryk Morawiec, Zdzisław Lekston: IMPLANTY MEDYCZNE Z PAMIĘCIĄ KSZTAŁTU. 

  Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 
Gliwice, 2010
290 stron

          Monografia stanowi podsumowanie aktualnego stanu rozwoju implantów z pamięcią kształtu stosowanych w chirurgii, ortopedii i ortodoncji. Spośród nowych implantów przedstawiono stenty samorozprężalne oraz implanty Amplatzera do małoinwazyjnego zamykania ubytków przegrody międzykomorowej serca. Zjawiska pamięci kształtu są ściśle związane z odwracalną przemianą martenzytyczną. Monografia zawiera podstawy korelacji struktury i efektów pamięci kształtu w stopach nikiel-tytan, w aspekcie możliwości kształtowania własności implantów. Obszernie omówiono również zagadnienia biotolerancji i pasywacji stopów dla ochrony przed korozją wżerową. Monografia przeznaczona jest dla lekarzy chirurgii, ortopedii i ortodoncji i może być pomocna w kształceniu doktorantów i studentów kierunku inżynierii biomedycznej.

                          

 

Jan Marciniak, Janusz Szewczenko: PROBLEMATYKA ELEKTROSYMULACJI ZROSTU KOSTNEGO

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 
Gliwice 2010

         

          Monografia obejmuje syntezę najnowszych informacji oraz własnych doświadczeń klinicznych z obszaru stymulacji zrostu kostnego prądami elektrycznymi. Te doświadczenia  nawiązują do poszukiwania efektywniejszych metod aktywizowania zrostu kostnego i przywracania tkankom strefy urazu prawidłowych struktur i utraconych funkcji. Rozwiązania bazują na biofizycznych możliwościach wynikających z własności elektrycznych kości oraz oddziaływania impulsów elektrycznych na procesy metaboliczne w tkance kostnej.
         
W treści monografii ujęto rozwój i modyfikacje technik leczenia złamań i rekonstrukcji układów kostno-stawowych weryfikowanych klinicznie. Uwypuklono również czynniki, które przyczyniły się do aktywacji procesu gojenia złamań kości. Wskazane zostały metody i parametry elektrostymulacji. Omówiono też urządzenia stosowane do prowadzenia elektrostymulacji różnymi metodami z wykorzystaniem skutecznych przebiegów prądowych aktywizacji i działania przeciwbólowego. Wiele uwagi poświecono kwestii bezpieczeństwa. Monografia znakomicie wypełnia lukę na krajowym rynku wydawniczym z zakresu: ortopedii, traumatologii, jak i rehabilitacji i będzie szczególnie przydatna dla słuchaczy studiów dziennych, podyplomowych i doktorskich, czy kursów aktualizacji wiedzy lekarzy oraz słuchaczy na uczelniach medycznych i technicznych na kierunkach inżynierii biomedycznej.

                          

Jan Marciniak: INŻYNIERIA BIOMATERIAŁÓW, Zagadnienia wybrane.

Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 2009

 
    

  Podręcznik „Inżynieria biomateriałów. Zagadnienia wybrane”, syntetyzuje całokształt problematyki dotyczącej biomateriałów stosowanych w implantologii. Informacje ujmują najnowsze dane literaturowe oraz ustalenia zawarte w obowiązujących normach przedmiotowych.
          
Kryteria dotyczące jakości biomateriałów rozważone zostały na tle zastosowania funkcjonalnego. Analizowano przydatność poszczególnych biomateriałów, uwzględniając własności mechaniczne i fizykochemiczne ich powierzchni, które wiążą się z kolei z ich reaktywnością w środowisku biologicznym. Ta problematyka pozostaje w relacjach jakościowych z biokompatybilnością biomateriałów, stanowiącą podstawę kwalifikacji ich jakości i bezpiecznego oraz niezawodnego ich stosowania. W treści podręcznika ujęte zostały rozdziały   problemowe obejmujące specyfikę wybranych zagadnień, a więc: problematykę korozji i biodegradacji poszczególnych biomateriałów, modelowanie i rozważania biomechaniczne dotyczące własności mechanicznych i cech geometrycznych implantów finalnych oraz własności fizykochemicznych ich powierzchni. W kolejnych rozdziałach omówiono metody badań odporności korozyjnej biomateriałów i wyrobów. Szczegółowo analizowano strukturę i własności fizykochemiczne biomateriałów metalowych i węglowych, a także kompozycji biomateriałów metalowych z warstwami powierzchniowymi ceramicznymi i polimerowymi. Końcowe rozdziały poświęcone zostały metodologii oceny biologicznej biomateriałów  i implantów, a także procedurom oceny zgodności wyrobów.

                          

 

Zbigniew Paszenda: KSZTAŁTOWANIE I OCENA WŁASNOŚCI UŻYTKOWYCH STENTÓW WIEŃCOWYCH

Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego
Gliwice 2009

 
     

          W monografii przedstawiona została problematyka stosowania stentów w układzie sercowo – naczyniowym z uwzględnieniem jego uwarunkowań biofizycznych, które decydują o kryteriach doboru finalnych własności fizykochemicznych biomateriału  dla tej postaci implantów oraz ich powierzchni. Zaprezentowana została również problematyka wynikająca ze stosowania tworzyw metalowych do wytwarzania tak zminiaturyzowanej postaci implantów oraz zagadnienia modyfikowania ich warstw powierzchniowych. Na tym tle zaproponowana została metodologia kształtowania i kontrolowania własności użytkowych stentów. Obejmuje ona proces wytwarzania stentu wieńcowego, analizę warunków implantowania oraz cechy jego finalnej jakości. W szczególności rozważano zagadnienia optymalizacji cech geometrycznych i własności mechanicznych analizowanej postaci stentu wieńcowego z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Ponadto przedstawiono wyniki badań struktury i własności fizykochemicznych wytworzonej na powierzchni stentów warstwy węglowej z uwzględnieniem biochemicznej i biofizycznej specyfiki układu serce – naczynia wieńcowe oraz małoinwazyjnej techniki ich implantacji.

                          

 Jan Marciniak, Marcin Kaczmarek, Anna Ziębowicz: BIOMATERIAŁY W STOMATOLOGII.

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice, 2008

 
    

          Monografia obejmuje całokształt zagadnień dotyczących biomateriałów i materiałów stosowanych w stomatologii. Syntezuje informacje literaturowe wynikające z wieloletnich doświadczeń klinicznych oraz kryteria dotyczące ich jakości, wynikające z obowiązujących norm. Jakość materiałów stomatologicznych przeanalizowana została pod kątem ich zastosowania funkcjonalnego, a więc do wytwarzania określonych postaci wyrobów z uwzględnieniem oddziaływań mechanicznego i fizykochemicznego oraz procesów korozji i biodegradacji materiałów.
         
W publikacji przedstawiono syntetyczne informacje dotyczące struktury i własności użytkowych materiałów stomatologicznych oraz sposoby kształtowania warstwy powierzchniowej wyrobów finalnych, decydujących o biokompatybilności. Tej problematyce na tle obowiązujących procedur oceny zgodności wyrobów poświęcono także wiele miejsca.
          Monografia odzwierciedla aktualny stan wiedzy zarówno z obszaru inżynierii biomateriałów i uzupełniająco biomechaniki, jak też tendencje rozwojowe w przemyśle wyrobów stomatologicznych. Jest więc skierowana do Czytelników zainteresowanych postępem w sferze stomatologii i technik medycznych z wykorzystaniem materiałów oraz wyrobów najnowszej generacji.

                          

 Jan Marciniak, Wojciech Chrzanowski, Anita Kajzer: GWOŹDZIE ŚRÓDSZPIKOWE W OSTEOSYNTEZIE

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice, 2008

 
    

           Drugie wydanie monografii “Gwoździowanie śródszpikowe w osteosyntezie” stanowi kwintesencję metody, która nadal wykorzystywana jest do leczenia złamań kości długich, a także wielu innych schorzeń ortopedycznych. Interdyscyplinarność omawianych zagadnień jest nieodzowna do kształtowania wiedzy zarówno bioinżynierów, jak i lekarzy ortopedów na kanwie doświadczeń z obszaru biomechaniki oraz inżynierii biomateriałów, klinicznej i rehabilitacyjnej. Wielofunkcyjne ujęcie tych zagadnień przyczyni się niewątpliwie do zarówno do kształtowania twórczej wyobraźni konstruktorów i technologów zajmujących się implantami oraz instrumentarium, jak też wiedzy lekarzy ortopedów. Czytelnik znajdzie w tej publikacji aktualne, rozwiązane problemy oraz zagadnienia wymagające perspektywicznego ujęcia i rozważenia. Odnoszą się one do skuteczności różnych metod osteosyntezy śródszpikowej w leczeniu złamań kości długich i zaburzeń zrostu kostnego. Do tego celu bardzo korzystne są zawarte w monografii analizy biomechaniczne stabilizacji śródszpikowej ilustrujące stan naprężeń, odkształceń i przemieszczeń w elementach gwoździ śródszpikowych oraz odłamach kostnych. Cechy użytkowe stosowanych gwoździ, biomechaniczne systemy stabilizacji śródszpikowej, rodzaj wykorzystywanych biomaterialów i warstw powierzchniowych decydujących o finalnej biokompatybilności zostały wyczerpująco udokumentowane na tle efektów klinicznych, uzyskanych różnymi sposobami stabilizowania odłamów i technikami zabiegowymi.
         
Monografia odzwierciedla aktualny stan wiedzy i tendencje rozwojowe w tej dziedzinie chirurgii oraz w przemyśle wyrobów implantacyjnych. Uwzględniono w niej także metody prowadzenia oceny i kontroli w procesie certyfikacji wyrobów medycznych. Publikacja jest skierowana do czytelników zainteresowanych postępem w chirurgii ortopedycznej z wykorzystaniem wyrobów najnowszej generacji.

                          

 Wiesław Chladek: BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA NARZĄDU ŻUCIA. Zagadnienia wybrane.

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice, 2008

 
    

           Praca dotyczy zagadnień związanych z biomechanicznymi warunkami funkcjonowania narządu żucia w zakresie niezbędnym do oceny dentystycznych konstrukcji protetycznych. Na wstępie w skrótowej formie przedstawiono informacje z zakresu statyki i wytrzymałości materiałów pozwalające na pełne zrozumienie treści pracy osobom bez wykształcenia technicznego. Następnie, z myślą o osobach bez doświadczenia medycznego, omówiono budowę i zasady funkcjonowania mięśni żwaczowych oraz opisano własności tkanek kości żuchwy, krążków stawowych stawu skroniowo-żuchwowego oraz wybrane cechy mechaniczne aparatu zawieszeniowego zęba. Wykazano związki zachodzące pomiędzy własnościami kości a jej stanem mechanicznym. W oparciu o badania własne przedstawiono wpływ preparatyki i sposoby prowadzenia testów na wyniki badań sztywności krążków stawowych. Pokazano, że charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowe materiału krążków zależą od zachowania ciągłości tkanek, miejsca pomiaru jak i określonej liczbą cykli historii obciążenia W rozważaniach dotyczących biostatyki żuchwy, dokonano podziału sił działających w czasie czynności żucia na czynne, związane z aktywnością mięśni i bierne będące reakcjami na łuku zębowym i w stawach skroniowo żuchwowych. Opisano metodykę wyznaczania sił zwarciowych oraz przedstawiono rezultaty badań obejmujące rozkłady sił wzdłuż łuku zębowego, wpływ wielkości rozwarcia żuchwy oraz wpływ wieku i płci na ich wielkość. Omówiono aktualny stan wiedzy dotyczącej równowagi żuchwy ludzkiej z uwzględnieniem oceny wielkości sił w mięśniach żwaczowych. Zaprezentowano metodykę wyznaczania sił mięśniowych i reakcji w stawach wykorzystującą przestrzenne modelowanie MES, wspomagane rezultatami klinicznych pomiarów symetrii obciążenia łuku zębowego. W warunkach naturalnych stan równowagi żuchwy zapewniany jest przez selektywne pobudzanie grup włókien odpowiadających poszczególnym mięśniom żwaczowym. W proponowanej metodzie badań modelowych podjęto próbę zastąpienia funkcji układu nerwowego „logiką” dostosowania się wartości reakcji więzów sprężystych do struktury przestrzennej obiektu, dla zadanych obciążeń i przyjętych sztywności więzów. Więzy dobierane metodą kolejnych przybliżeń nakładano na modele odwzorowujące charakterystyczne cechy wybranych obiektów rzeczywistych. Wpływ geometrii żuchwy na charakterystyki więzów uwzględniano podczas wyznaczania wartości współczynników korekcyjnych, wiążących składowe reakcji więzów sprężystych z liniami działania sił generowanych przez mięśnie zwierające. Zademonstrowano przykład technicznego dostosowania modelu numerycznego do informacji uzyskiwanych w systemie diagnostycznym T-scan. W oparciu o przedstawione rozwiązanie oceniono mechaniczne warunki pracy komponentów stawu skroniowo-żuchwowego.
          W części pracy dotyczącej biomechaniki protez zębowych przedstawiono zasady funkcjonowania mechanizmów retencyjnych w protezach szkieletowych. Omówiono problematykę zapewnienia odpowiedniej retencji protezy z uwzględnieniem geometrii zębów oporowych oraz sztywności klamry. Zaprezentowano metodę doboru cech ramion klamrowych minimalizującą niekorzystne oddziaływanie nacisków bocznych na zęby oporowe. Omówiono również przyczyny odłamywania się ramion klamrowych. 
          W rozdziałach poświęconych implantoprotetyce przedstawiono podstawowe informacje dotyczące implantoprotez, oraz dokonano analizy mechanicznych warunków pracy wybranych konstrukcji nośnych implantoprotez. Przedstawiono podstawowe mechanizmy retencyjne stosowane w protezach nakładowych typu overdenture, oraz wskazano możliwości odciążania układów nośnych poprzez zastosowanie złączek elastycznych. Skuteczność metod udokumentowano badaniami modelowymi, symulacjami laboratoryjnymi oraz obserwacjami klinicznymi. Jako jedną z przyczyn niepowodzeń klinicznych, pokazano przykłady występowania pęknięć śródkostnych jednoczęściowych bikortykalnych implantów. Na podstawie mikroskopowych badań przełomów stwierdzono, że zniszczenie w każdym przypadku następowało w skutek procesów zmęczenia materiału. Stwierdzono, że pęknięcia były inicjowane na ostrych karbach występujących w strefach dna gwintu. Wykorzystując badania modelowe wpływu zaniku tkanki kostnej wokół wszczepu na jego wytężenie, wykazano pojawienie się niebezpiecznych wartości naprężeń w chwili, gdy zanik typu peri implant osiąga pierwszy zwój gwintu.

                          

 Wiesław Chladek, Grzegorz Chladek, Tomasz Lipski, Jerzy Margielewicz, Jarosław Żmudzki: BIOMECHANICZNE PROBLEMY W KONSTRUOWANIU IMPLANTOLOGICZNEGO SYSTMU STABILIZACJI PROTEZ CAŁKOWITYCH

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice, 2008

 

 

          Niniejsza praca dotyczy zagadnień związanych z określeniem mechanicznych warunków pracy protez zębowych typu overdenture stabilizowanych membranowymi złączkami ciernymi wykonywanymi z tworzyw silikonowych. Właściwe dostosowanie konstrukcji protezy do warunków jamy ustnej powinno minimalizować dolegliwości związane z przenoszeniem sił zgryzowych na tkanki własne. Przy jednoczesnym zagwarantowaniu odpowiedniego poziomu sił utrzymania. Zapewnić to można, przy pomocy elastycznych złączek utrzymywanych siłami tarcia na nadkostnych częściach filarów implantologicznych, przy jednoczesnym umożliwieniu ruchów protezy zgodnych z resiliencją błony śluzowej. Złączki współpracując z filarami implantologicznymi na zasadzie sprężyny membranowej, i mają głównie za zadanie wspomagać naturalne strefy podparcia, a tym samym gwarantować zachowanie stałego położenia spoczynkowego protezy. Po zdjęciu obciążenia proteza jest odciągana od podłoża, minimalizując możliwość powstawania otarć i odleżyn. Membrana silikonowa umożliwia wygenerowanie sił bocznych, przeciwdziałających zrzucaniu protezy z podłoża językiem lub wargami, jednocześnie nie hamuje podczas zwarcia docisku siodeł do powierzchni kontaktowej błony śluzowej. W pracy przebadano w szerokim zakresie siły związane z mobilnością języka, napięciem warg oraz resiliencję błony śluzowej, u osób użytkujących całkowite protezy akrylanowe. Określono zakresy zmian topografii wyrostków, wzdłuż łuków zębowych oraz wielkości osiąganych sił okluzyjnych u użytkowników konwencjonalnych protez i protez overdenture. Zbadano również wielkości sił bocznych zrzucających z podłoża konwencjonalne protezy akrylowe. Koncepcja nowego zastosowania silikonów protetycznych wymagała laboratoryjnej weryfikacji ich cech mechanicznych. Zbadano i zidentyfikowano charakterystyki mechaniczne trzech silikonów: Ufi Gel P (Voco), Permafix-Kohler (Kohler), Molloplast-B (Detal). Wyznaczono dla tych materiałów, współczynniki tarcia pary tytan–silikon z uwzględnieniem stanu powierzchni nadkostnej części implantu, w testach zrealizowanych na sucho i w warunkach sztucznej śliny. Przeprowadzono również statyczne i dynamiczne badania, w symulowanych warunkach przyszłej pracy złączki, określając jej przewidywaną retencję i trwałość. Sformułowano modele matematyczne, umożliwiające przeprowadzenie analiz ilościowych i jakościowych membran silikonowych. Znamienną cechą modeli matematycznych jest istotne ograniczenie kosztów, jakie generowane są podczas badań prowadzonych w warunkach laboratoryjnych. Konieczność realizacji testów, w rzeczywistości wirtualnej, wynika z ograniczonej możliwość prowadzenia eksperymentu klinicznego, pozwalającego ocenić stany mechaniczne konstrukcji i obciążenia tkanki naturalnej. Podstawę do sprecyzowania parametrów wyjściowych do budowy modeli numerycznych były wyniki badań klinicznych i laboratoryjnych. Na ich podstawie oceniono wpływ rozlokowania i podatności złączy, na reakcje w filarach przy symulowanych obciążeniach zgryzowych. Dokonano oceny poziomu naprężeń w kości wokół filarów, jak również w błonie śluzowej. Rezultaty badań modelowych potwierdziły dużą celowość podjęcia prac nad wdrożeniem ciernej złączki membranowej do praktyki klinicznej.

                          

 Jan Marciniak: BIOMATERIAŁY

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice, 2002.

 
    

           Książka zawiera informacje dotyczące biofizycznych cech środowiska tkanek stanowiących podstawę do ustalenia zespołu własności fizykochemicznych biomateriałów i implantów chirurgicznych. Biomateriały omówione zostały pod względem rodzajowym, a zarazem uwypuklono więź istniejącą pomiędzy ich strukturą chemiczną, fazową i stanem powierzchni implantu a właściwościami użytkowymi odniesionymi do zastosowań w chirurgii. Przedstawione zostały specyficzne zagadnienia dotyczące biomateriałów metalowych, ceramicznych, polimerowych, węglowych i kompozytowych oraz materiałów na instrumentarium.
          Książka przeznaczona jest do kształtowania twórczej wyobraźni konstruktorów i technologów biomateriałów, implantów i instrumentarium, a także do aktualizacji wiedzy specjalistów zajmujących się chirurgią rekonstrukcyjną i zabiegową oraz rehabilitacją, a więc skierowana jest do Czytelników zainteresowanych postępami w dziedzinie inżynierii biomedycznej i klinicznej.

                          

 Dagmara Tejszerska, Eugeniusz Świtoński: BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA.

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2004.

 
    

          Skrypt jest skierowany do młodych pracowników oraz studentów uczelni technicznych, akademii wychowania fizycznego i uczelni medycznych, które specjalizują się w zakresie bioinżynierii. Autorzy skryptu, będący pracownikami Zakładu Mechaniki Ogólnej i Biomechaniki w Katedrze Mechaniki Stosowanej Politechniki Śląskiej, szczególny nacisk położyli na aspekty związane z zastosowaniem praw mechaniki w badaniach organizmu człowieka.
Tematyka ksiązki obejmuje:
- modelowanie matematyczne narządu ruchu,
- badania doświadczalne lokomocji i manipulacji,
- wyznaczanie parametrów sprawnościowych w różnych dyscyplinach sportowych,
- badania doświadczalne własności biomechanicznych tkanek organizmu żywego.
          W grupie zagadnień związanych z modelowaniem matematycznym omówiono metody modelowania obciążeń kręgosłupa oraz dynamiki narządu ruchu przy wykorzystaniu programów MATLAB i ANSYS.
Badania doświadczalne obejmują ćwiczenia na platformie Kistlera umożliwiającej analizę przebiegu reakcji podłoża w trakcie chodu, skoku, biegu oraz pomiary zmian momentów sił mięśniowych w badanych stawach kończyny na fotelu do ćwiczeń oporowych.
Kolejna grupa zagadnień to monitorowanie przebiegu parametrów wpływających na jakość wyników uzyskiwanych przez sportowca w uprawianej dyscyplinie. Przedstawiono w niej badania prowadzące do określenia wartości sił mięśniowych oraz energii wydatkowanej podczas treningu.
           Powyższe zagadnienia zostały omówione w formie wprowadzenia do poszczególnych tematów. Każde z ćwiczeń laboratoryjnych zawiera ponadto opis stanowiska pomiarowego, przebieg ćwiczenia, zakres sprawozdania, protokół pomiarowy oraz instrukcję laboratoryjną

                          

 Zbigniew Paszenda, Jadwiga Tyrlik-Held: INSTRUMENTARIUM CHIRURGICZNE

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2003.

 
   

          Książka w sposób kompleksowy prezentuje problematykę instrumentarium chirurgicznego stosowanego w różnego rodzaju zabiegach operacyjnych. Obejmuje ona zagadnienia materiałów stosowanych do wytwarzania chirurgicznego instrumentarium zabiegowego, uwzględnia jego cechy funkcjonalne i użytkowe, a także zagadnienia kinematyczne stanowiące podstawę optymalnego doboru własności wytrzymałościowych tworzyw metalicznych. Zawiera szczegółowy opis elementów narzędzi chirurgicznych oraz charakterystykę funkcjonalno – konstrukcyjną poszczególnych ich grup z uwzględnieniem stosowanych kryteriów oceny jakości. Ponadto, z uwagi na konieczność zapewnienia bezpiecznego użytkowania instrumentarium w trakcie zabiegów operacyjnych, w książce opisano również problematykę jego dezynfekcji, sterylizacji i pakowania.
           Książka przeznaczona jest do kształcenia specjalistów zarówno w zakresie inżynierii biomedycznej, jak i w różnych dyscyplinach chirurgicznych. Adresowana jest do słuchaczy studiów dziennych, podyplomowych, jak i doktoranckich oraz kursów aktualizacji wiedzy z zakresu nauk medycznych oraz technicznych. Może być również pomocna konstruktorom i technologom projektującym instrumentarium zabiegowe.

                          

Jan Marciniak, Wojciech Chrzanowski, Anita Krauze: GWOŹDZIE ŚRÓDSZPIKOWE W OSTEOSYNTEZIE

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2006.

 
   

            Monografia "Gwoździowanie śródszpikowe w osteosyntezie" zawiera syntezę najnowszych informacji dotyczących lansowanej i rozwijanej metody leczenia złamań kości długich oraz wielu innych schorzeń ortopedycznych z zastosowaniem metody gwoździowania śródszpikowego. Analizowanie tej problematyki leczniczej wymaga rozważań interdyscyplinarnych z uwzględnieniem zagadnień biomechaniki, inżynierii biomateriałów, klinicznej i rehabilitacyjnej.
            Monografia skoncentrowana została na zagadnieniach nie w pełni rozwiązanych w literaturze, a dotyczących biofizycznych uwarunkowań osteosyntezy śródszpikowej, a głównie rozważań modelowych z uwzględnieniem wzajemnej relacji stanu odkształceń i naprężeń występujących w układach kość - gwóźdź śródszpikowy. Analiza biomechaniczna umożliwia optymalizację własności biome-chanicznych biomateriałów metalowych i cech geometrycznych elementów gwoździ z uwzględnieniem rodzaju konstrukcji gwoździ, a także sposobu ryglowania czy stabilizowania odłamów kostnych. Stwarza to uzasadniona potrzebę różnicowania cech konstrukcyjnych, mechanicznych i biomateriało-wych gwoździ. Na tym tle można podejmować decyzję o modelowaniu postaci konstrukcyjnej gwoździ, decydującej o sztywności giętej i skrętnej, od której zależy ostatecznie jakość stabilizacji odłamów oraz efekty leczenia klinicznego złamań.
             Monografia odzwierciedla aktualny stan i tendencje rozwojowe w dziedzinie chirurgii i w przemyśle wyrobów implantacyjnych z uwzględnieniem obowiązujących aktualnie kryteriów zgodności wyrobu medycznego z wymaganiami bezpieczeństwa i norm PN EN-ISO. Monografia umożliwia więc kształtowanie twórczej wyobraźni konstruktorów implantów i instrumentarium chirurgicznego, jak też doskonalenia technik osteosyntezy śródszpikowej przez lekarzy ortopedów. Mogą z niej korzystać zarówno studenci specjalności i kierunków inżynierii biomedyczne, jak i medycyny oraz słuchacze studiów podyplomowych, doktoranckich i kursów aktualizacji wiedzy interdyscyplinarnej.

                          

Jan Marciniak, Anna Szewczenko: SPRZĘT SZPITALNY I RAHABILITACYJNY

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2003.

 
 

            Podręcznik prezentuje syntezę najnowszych rozwiązań konstrukcyjnych i użytkowych sprzętu szpitalnego i rehabilitacyjnego stosowanego w ośrodkach służby zdrowia. Interdyscyplinarność omawianych zagadnień umożliwia kształtowanie wiedzy inżynierów i lekarzy zajmujących się problematyką biomechaniki medycznej i inżynierii rehabilitacyjnej, jak też biomechaniki sportu. Głównie przeznaczona jest do kształtowania twórczej wyobraźni konstruktorów mechanicznego sprzętu medycznego.
             Czytelnik znajdzie w niej współczesne problemy ekologii człowieka i na tej kanwie kształtowane tendencje zdrowia publicznego oraz potrzeby rehabilitacji kompleksowej. Rozważania skoncentrowano na systemowym zaprezentowaniu potrzeb osób niepełnosprawnych, a więc likwidacji barier architektonicznych i komunikacyjnych oraz rozwiązaniach nowoczesnego sprzętu szpitalnego, specjalnego i rehabilitacyjnego, umożliwiającego rehabilitację ruchową, profilaktykę zdrowotną i usportowienie człowieka. Treść podręcznika odzwierciedla aktualny stan i tendencje rozwojowe w przemyśle wyrobów medycznych i w praktyce leczniczej z uwzględnieniem obowiązujących kryteriów ich jakości. Książka jest więc skierowana do Czytelników zainteresowanych postępem w rehabilitacji kompleksowej z wykorzystaniem sprzętu najnowszej generacji.

                          

Jan Marciniak, Zbigniew Paszenda, Witold Walke, Jadwiga Tyrlik-Held, Wojciech Kajzer: STENTY W CHIRURGII MAŁOINWAZYJNEJ 

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2006.

 
 

          Monografia obejmuje zagadnienia inżynierii biomedycznej i klinicznej, które dotyczą rozwijanej intensywnie w ostatnich latach problematyki stentów wewnątrznaczyniowych stosowanych do leczenia wielu schorzeń w obrębie układów krążenia, pokarmowego, oddechowego i moczowego. Na tle lansowanych technik zabiegowych wyeksponowane zostały głównie kwestie biomechaniczne oraz biomateriałowe, które nawiązują do cech biofizycznych środowiska tkanek i płynów fizjologicznych poszczególnych układów. Własności biomechaniczne stentów oraz fizykochemiczne ich powierzchni decydują o biokompatybilności tych wyrobów, a w konsekwencji decydują o powikłaniach czy też komforcie ich użytkowania.
          Monografia przeznaczona została do kształtowania wiedzy inżynierów i lekarzy, a także studentów uczelni technicznych i medycznych różnego stopnia, w obszarze interdyscyplinarnej wiedzy – inżynierii biomedycznej. Omówione zostały dotychczasowe rezultaty kliniczne oraz perspektywiczne tendencje związane z modelowaniem postaci stentów nowej generacji na tle uwarunkowań rozpatrywanych na różnych poziomach struktur i procesów zachodzących w poszczególnych układach. Rozważano cechy geometryczne stentów i ich własności mechaniczne przydatne do małoinwazyjnych technik implantacji oraz długotrwałej współpracy z rekonstruowanymi tkankami, własności fizykochemiczne powierzchni stentów, dostosowanie do alternatywnych zastosowań funkcjonalnych czy też reaktywności osobniczej. Problematyka biokompatybilności rozważona została z kolei na tle procesów korozyjnych czy reaktywności. Wyczerpująco też zaprezentowano skuteczność i efekty kliniczne uzyskane przez stosowanie stentów wewnątrznaczyniowych uzyskane różnymi technikami zabiegowymi.
          W monografii zsyntetyzowano aktualny stan wiedzy i tendencje rozwojowe w tej dziedzinie z uwzględnieniem obowiązujących kryteriów ich jakości. Monografia jest więc skierowana do Czytelników zainteresowanych postępem w małoinwazyjnej chirurgii wewnątrznaczyniowej i wykorzystaniem wyrobów o minimalnej inwazyjności i ryzyku.

                          

Jan Marciniak: ZAGROŻENIE NATURALNEGO ŚRODOWISKA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2000.

 
 

           Książka wprowadza czytelnika w problematykę degradacji naturalnego środowiska elektromagnetycznego spowodowanej dynamicznym rozwojem urządzeń wykorzystujących elektromagnetyzm. Podręcznik syntezuje najnowsze doniesienia literaturowe czołowych ośrodków naukowych na świecie zajmujących się tą interdyscyplinarną problematyką. Jest on nieodzowny do właściwego kształcenia specjalistów- konstruktorów, wytwórców i użytkowników urządzeń wykorzystujących elektromagnetyzm, a także lekarzy i inżynierów zajmujących się medycyną pracy oraz ekologów analizujących biologiczne skutki degradacji ekosystemu elektromagnetycznego. Podręcznik służyć będzie także kształtowaniu świadomości ekologicznej społeczeństwa.

                          

Stanisław Nowak, Krystian Rudzki, Ewa Piętka, Ewa Czech: ZARYS MEDYCYNY NUKLEARNEJ

Wydawnictwo Lekarskie PZWL,
Warszawa 1998.

 
    

          Książka poświęcona jest tematyce metodyki badań radioizotopowych oraz ich porównaniu z innymi współczesnymi badaniami diagnostycznymi. W części I przedstawiono wybrane zagadnienia fizyki jądrowej, zasady działania systemów detekcyjno-pomiarowych oraz biologiczne podstawy stosowania izotopów w medycynie. W części II omówiono stosowane radiofarmaceutyki oraz metody i wskazanie do badania układu wewnątrzwydzielniczego, krążenia, oddechowego, moczowego, trawiennego, kostno-stawowego, ośrodkowego układu nerwowego, nowotworów i stanów zapalnych. Osobny rozdział poświęcono zastosowaniu radioizotopów w terapii.
          Książka jest skierowana do studentów wydziałów lekarskich i wydziałów analityki lekarskiej, oraz kierunków Inżynierii Biomedycznej, Biotechnologii, Bioinformatyki uczelni technicznych. Opracowanie adresowane jest także do lekarzy różnych specjalności, którzy wykorzystują lub zamierzają stosować badania izotopowe w diagnostyce lub pracach badawczych.

                          

 Ewa Piętka: ZINTEGROWANY SYSTEM INFORMACYJNY W PRACY SZPITALA

Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa 2004

 
 

          Oddana do rąk Czytelników monografia wprowadza w zagadnienia zintegrowanych systemów informacyjnych wykorzystywanych w jednostkach służby zdrowia. Zawiera podstawy szpitalnego systemu informacyjnego (HIS), systemu archiwizacji i transmisji obrazów (PACS) oraz systemów informacyjnych wykorzystywanych w laboratorium, aptece oraz pracowniach diagnostyki obrazowej. Omawia zagadnienia integracji systemów dostarczanych przez różnych producentów wykorzystując standardy i normy międzynarodowe.
          Książka powstała na bazie doświadczeń zdobytych przez Autorkę w trakcie 7-letniej pracy na uniwersytetach w Stanach Zjednoczonych i Szwajcarii oraz podczas kierowania wdrożeniem systemu informacyjnego w szpitalu klinicznym Śląskiej Akademii Medycznej. Publikacja jest adresowana do informatyków i managerów szpitali, oferując pomoc i wsparcie w podejmowaniu szeregu trudnych i kontrowersyjnych decyzji w procesie informatyzacji szpitala i pomagając w zbudowaniu systemu, zgodnego z oczekiwaniami lekarzy i pielęgniarek oraz spełniającego standardy unijne i ogólnoświatowe. Stanowi także podręcznik dla studentów uczelni technicznych i medycznych zgłębiających tajniki Informatyki Medycznej, Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej.

                          

Ewa Majchrzak: METODA ELEMENTÓW BRZEGOWYCH W PRZEPŁYWIE CIEPŁA

Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej,
Częstochowa 2001.

 
 

          W monografii metodą elementów brzegowych w przepływie ciepła zaprezentowano podstawy teoretyczne, aspekty numeryczne i przykłady ilustrujące możliwości wykorzystania MEB do obliczeń ustalonych i nieustalonych pól temperatury w jednorodnych i niejednorodnych obszarach ciała stałego. Rozważono również zadania nieliniowe, w tym modele procesów krzepnięcia i topienia, a także pewne problemy z dziedziny przepływu ciepła w organizmach żywych (bio-heat-transfer). Ksiązka jest adresowana do szerokiego grona Czytelników zainteresowanych teorią i praktyka MEB. Została ona napisana w konwencji podręcznika, pozwalającego na samodzielne przestudiowanie i zapoznanie się od podstaw z tą coraz bardziej popularną metodą przybliżonego rozwiązywania zadań brzegowych i brzegowo-początkowych termomechaniki.

                          

Zbigniew Paszenda: KSZTAŁTOWANIE WŁASNOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH STENTÓW WIEŃCOWYCH ZE STALI Cr-Ni-Mo DO ZASTOSOWAŃ W KARDIOLOGII ZABIEGOWEJ

Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Nr 1667. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2005.

 

 

            W monografii przedstawiono wyniki symulacji numerycznych i badań eksperymentalnych dotyczących problematyki kształtowania własności fizykochemicznych stentów wieńcowych ze stali Cr-Ni-Mo. Doświadczenia kliniczne opublikowane w literaturze, były podstawą do sformułowania tezy pracy nawiązującej do konieczności ustalenia właściwej korelacji pomiędzy mikrostrukturą, własnościami mechanicznymi biomateriału stentu wieńcowego o określonych cechach użytkowych dostosowanych do techniki implantacji, a własnościami fizykochemicznymi jego powierzchni, kompatybilnymi ze specyfiką biofizyczną układu krwionośnego. W celu zweryfikowania przyjętej tezy autor opracował metodologię kształtowania i kwalifikacji jakości finalnej stentów wieńcowych. Przyjęty algorytm postępowania obejmuje zakres niezbędnych procesów oraz badań gwarantujących wymagane cechy użytkowe określonej postaci implantu.
           W części literaturowej pracy przeprowadzono analizę procesów fizjologicznych i biofizycznych układu sercowo-naczyniowego. Podkreślono cechy biofizyczne środowiska tkankowego, które powinny być kompatybilne z cechami biofizycznymi biomateriału i powierzchni stentu.
          
We wstępnych rozważaniach, dla uzasadnionej klinicznie postaci stentu wieńcowego, wykonano analizę biomechaniczną układu stent-naczynie wieńcowe uwzględniając zarówno proces jego implantacji, jak i użytkowania. Wyznaczono stan naprężeń i przemieszczeń promieniowych metodą elementów skończonych dla możliwych, granicznych cech geometrycznych drutu, z którego został wykonany stent. Przeprowadzona analiza była podstawą do rozważań nad doborem własności mechanicznych biomateriału metalowego.
          
W kolejnym etapie pracy wytypowano rodzaj biomateriału – stal Cr-Ni-Mo (gatunek D), dla której wykonano szczegółowe badania mikrostruktury oraz własności mechanicznych po procesie obróbki cieplnej, kształtującej umocnienie biomateriału. Dla zapewnienia wymaganych własności fizykochemicznych powierzchni stentu opracowano warunki polerowania elektrolitycznego, pasywacji chemicznej oraz nanoszenia warstwy węglowej. Wytworzone warstwy pasywna i pasywno-węglowa poddane zostały szczegółowym badaniom w warunkach in vitro oraz in vivo. Wykonano próby odporności stentów na korozję wżerową z uwzględnieniem techniki kształtowania finalnego stentu, jego implantacji oraz w warunkach zmiennych obciążeń funkcjonalnych. Otrzymane wyniki badań wykazały, że wytworzone na powierzchni stentów warstwy zapewniają odporność na korozję minimalizująca odczyny i powikłania pooperacyjne. Nanokrystaliczna struktura warstw nie inicjuje niekorzystnych procesów dekohezji i korozji stentów.
          
Dobra jakość wytworzonych warstw została potwierdzona również we wstępnych próbach cytotoksyczności, stopnia hemolizy, wykrzepiania oraz w eksperymentach na zwierzętach doświadczalnych. Po 5-cio tygodniowym okresie obserwacji nie stwierdzono reakcji okołowszczepowych i zmian histopatologicznych w badanych tkankach zwierząt doświadczalnych.

                          

 Antoni John: IDENTYFIKACJA I ANALIZA PARAMETRÓW GEOMETRYCZNYCH I MECHANICZNYCH KOŚCU MIEDNICZNEJ CZŁOWIEKA

Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Nr 1651. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.

 
 

           W rozprawie opracowano metodykę badań komputerowych stanu naprężenia i odkształcenia w kości miednicy człowieka w aspekcie zmian wynikających z interwencji chirurgicznej. Punktem wyjścia do tych rozważań było wyznaczenie stanu naprężenia i odkształcenia w stawie anatomicznie prawidłowym. Analiza odkształceń i naprężeń w obiektach o tak skomplikowanej geometrii jak kość miednicy człowieka jest możliwa jedynie przy zastosowaniu metod komputerowych, w szczególności metody elementów skończonych. Zasadniczym etapem podjętych badań było opracowanie modelu numerycznego kości rejonu stawu biodrowego człowieka. W pracy przedstawiono model powłokowy oraz modele bryłowe uwzględniające warstwową strukturę kości. Opracowano program pozwalający zautomatyzować proces tworzenia modelu numerycznego na podstawie danych ze skanowania 3D i tomografii komputerowej. Przedstawiono metodę identyfikacji stałych materiałowych tkanki kostnej na podstawie pomiaru przemieszczeń na powierzchni zewnętrznej kości metodą ESPI z wykorzystaniem algorytmu ewolucyjnego i hiperpowierzchni. W przypadku zastosowania hiperpowierzchni możliwe jest uzyskanie zmiennych rozkładów stałych, jaki i dla ośrodków jednorodnych. Przedstawiono także koncepcję uwzględnienia ortotropowych własności tkanki kostnej w modelu numerycznym i opracowano modele kości miedniczej po zabiegach chirurgicznych. Sformułowano również wytyczne do tworzenia modelu numerycznych kości miedniczej wspomagających planowanie zabiegów operacyjnych w obrębie stawu biodrowego człowieka. Poznanie charakteru i wartości przemieszczeń oraz naprężeń w kości miednicy w stanie anatomicznie prawidłowym oraz w stanach chorobowych daje podstawy do wyjaśnienia wielu związanych z patomechaniką uszkodzeń stawu biodrowego. W dalszym etapie uzyskane wyniki powinny przyczynić się do zrozumienia biomechanicznych aspektów osteotomii korekcyjnej kości miednicy i kości udowej oraz alloplastyki stawu biodrowego. Pozwoli to na poprawienie procesu diagnozowania i dobór optymalnej techniki operacyjnej, zapewniającej skuteczność i trwałość zabiegu.

                          

Wiesław Chladek: SYSTEM MODELOWANIA WYBRANYCH STANÓW MECHANICZNYCH ŻUCHWY LUDZKIEJ

Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Hutnictwo Nr 59. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,
Gliwice 2000.

 

          W pracy przedstawiono sposób modelowego podejścia do zagadnienia równowagi żuchwy ludzkiej podczas asymetrycznego obciążania łuku zębowego. W warunkach naturalnych stan równowagi żuchwy zapewniany jest przez selektywne pobudzanie grup włókien odpowiadających poszczególnym mięśniom żwaczowym. W zastosowanym modelu podjęto próbę zastąpienia funkcji układu nerwowego „logiką” dostosowania się wartości reakcji więzów sprężystych do struktury przestrzennej obiektu, dla zadanych obciążeń i przyjętych sztywności więzów. Etapem wyjściowym było zebranie danych dotyczących charakterystyk obiektów naturalnych, takich jak wielkości sił zwarciowych, kierunki działania sił w mięśniach żwaczowych oraz cechy geometryczne modelowanego obiektu. Przeprowadzone badania wielkości sił zwarciowych wykazały ich osobnicze zróżnicowanie, trudne do jednoznacznego usystematyzowania. Można jednak stwierdzić, iż niezależnie od bezwzględnych wartości sił, łuk zębowy pod względem wielkości obciążenia możemy podzielić na trzy charakterystyczne strefy: obszar zębów siecznych w którym wartości sił są najmniejsze, obszar kła i pierwszego zęba przedtrzonowego gdzie występują siły średnie, oraz najbardziej rozległy obszar sił dużych obejmujący drugie zęby przedtrzonowe i zęby trzonowe. Linie działania sił mięśni żwaczowych określono na podstawie badań rentgenograficznych dwóch męskich czaszek z własnymi żuchwami, na których wklejono kuliste stalowe markery w centralnych miejscach przyczepów mięśni, brzuśców oraz grup włókien. Zastosowana metoda bazowała na informacjach uzyskiwanych ze zdjęć rentgenograficznych wykonanych w trzech projekcjach zgodnych z przebiegiem prostokątnego układu osi. Podstawą doboru materiału naturalnego, na wzorce modeli numerycznych, było maksymalne zróżnicowanie położenia przyczepów mięśniowych oraz głów wyrostków kłykciowych. Przyjęte kryteria pozwoliły na wyodrębnienie trzech charakterystycznych struktur przestrzennych żuchwy określonych jako żuchwy wąskie, średnie i szerokie. Warunki brzegowe takie jak sztywność więzów zastępujących działanie mięśni i stawów oraz wielkość sił zwarciowych, określono na podstawie danych uśrednionych. Takie postępowanie pozwoliło na rozdzielenie zagadnienia wpływu na wielkość reakcji więzów, osobniczych cech budowy żuchwy, od wpływu, trudnych do ustalenia, indywidualnie zmiennych cech związanych z wydolnością układu mięśniowego. Wpływ geometrii żuchwy na charakterystyki więzów sprężystych zastępujących funkcję mięśni żwaczowych uwzględniano podczas wyznaczania wartości współczynników korekcyjnych, wiążących składowe reakcji więzów sprężystych z liniami działania sił generowanych przez mięśnie zwierające. Aktywność mięśni zwierających i wielkość reakcji w stawach określano na podstawie analizy wartości wprowadzonego w pracy bezwymiarowego współczynnika "Wa". Współczynnik ten odpowiadający stosunkowi wybranej składowej reakcji do siły okluzyjnej, umożliwia oszacowanie udziału rozważanej składowej w wysiłku układu stomatognatycznego, związanego z generowaniem sił zwarciowych. Obliczenia przeprowadzano dla sił przyłożonych w punktach odpowiadających położeniu kolejnych zębów po prawej stronie łuku zębowego. Wyniki badań modelowych przedstawiono w formie wykresów i tablic ujmujących aktywność więzów w kierunkach osi prostokątnego układu współrzędnych, dla różnych systemów podparć. Analiza wartości współczynników aktywności więzów uzyskanych dla modeli żuchw o budowie zróżnicowanej w sposób zgodny z formami spotykanymi w naturze wykazała odpowiedzi więzów na zadane obciążenia, logicznie związane z rozpoznanymi reakcjami rzeczywistych obiektów. Dowodzi to, że opracowany system pozwala poprzez analizy numeryczne oparte na metodzie elementów skończonych, ocenić wielkość sił wybranych sił czynnych i biernych utrzymujących równowagę żuchwy w zadanym położeniu.

                          

Jacek Kasperski: FUNKCJONOWANIE MECHANIZMÓW RETENCYJNYCH W PROTEZACH ZĘBOWYCH MOCOWANYCH ZA POMOCĄ KLAMER.

Wydawnictwo Annales Medicae. Śląska Akademia Medyczna, Katowice 2003.
 

 
    

Rozprawa habilitacyjna została skoncentrowana na problematyce teoretycznych podstaw doboru cech mechanicznych ramion klamer, gwarantujących odpowiednią retencję protezy częściowej przy zminimalizowaniu negatywnych skutków ich oddziaływania na zęby oporowe i przyzębie oraz przeprowadzona została weryfikacja przyjętych kryteriów poprzez wywiad, badania kliniczne i testy laboratoryjne. W rozprawie zdefiniowano więzy utrzymujące protezy osiadające i podparte na podłożu, przeprowadzono analizę mechanicznych skutków ruchomości zębów oporowych i wpływu kształtu zębów oporowych na siły retencji, opracowano i zweryfikowano metody określania cech sprężystych ramion klamer i sił retencji protezy występujących w wybranych rozwiązaniach protetycznych. Określono także relację pomiędzy wydolnością zwarciową a stanem podłoża protetycznego z weryfikacją metod oceny ruchomości zębów. Finalnie opracowano kryteria biomechaniczne, decydujące o poprawności funkcjonowania uzupełnienia protetycznego, które zostały zweryfikowane klinicznie na grupie 134 pacjentów.

                          

 
Admin © Politechnika Śląska
 
Całkowitą odpowiedzialność za poprawność, aktualność i zgodność z przepisami prawa materiałów publikowanych za pośrednictwem serwisu internetowego Politechniki Śląskiej ponoszą ich autorzy - jednostki organizacyjne, w których materiały informacyjne wytworzono.
Zasady wykorzystywania „ciasteczek” (ang. cookies) w serwisach internetowych Politechniki Śląskiej
Monografie