projektowanie i wytwarzenie implantu międzykręgowego kręgosłupa

Zakład Konstrukcji Maszyn i Inżynierii Biomedycznej
PROJEKTOWANIE I WYTWARZENIE IMPLANTU MIĘDZYKRĘGOWEGO
KRĘGOSŁUPA LĘDŹWIOWEGO - METODYKA PROJEKTOWANIA
Prace badawcze dotyczyły zaprojektowania i wykonania implantu krążka międzykręgowego kręgosłupa
lędźwiowego o anatomicznych własnościach funkcjonalnych. Podjęto w tym zakresie działania nad
opracowaniem zestawu parametrów implantu, które zostaną użyte do efektywnego i wystarczająco
dokładnego jego projektowania iwytwarzania. Powiązanie tych parametrów z cechami geometrycznymi
stawu kręgowego pacjenta, na podstawie danych z CT, umożliwia zaprojektowanie parametrycznego
implantu. Opracowywaną metodykę stanowią tutaj także współczesne osiągnięcia technik
komputerowych: tomografii komputerowej, komputerowo wspomaganego projektowania, komputerowej
analizy inżynierskiej oraz komputerowo wspomaganego wytwarzania. Akwizycja danych z projekcji
tomograficznych (CT) umożliwia bezinwazyjne rozpoznanie badanych struktur tkanek kostnych
kręgosłupa lędźwiowego. Modelowanie geometryczne segmentu kręgosłupa oraz projektowanie implantu
krążka międzykręgowego o cechach odwzorowujących anatomię tkanek kostnych kręgosłupa odbywa
się w systemie CAD. Weryfikacja projektowanej konstrukcji i jej optymalizacja prowadzona jest w
systemach inżynierskich CAE z uwzględnieniem właściwości geometrycznych oraz materiałowych
niejednorodnych struktur. W celu porównania projektowanych konstrukcji z modelami odwzorowującymi
anatomiczne struktury tkanek kostnych kręgosłupa użyte są współczesne systemy wspomagania analiz
inżynierskich (CAE). Porównano rozkłady naprężeń występujące w krążku jak i w sąsiadujących kręgach,
dla przypadków z naturalnym oraz sztucznym krążkiem międzykręgowym. Opracowane zostały kryteria
wytrzymałościowe umożliwiające podjęcie decyzji o wytworzeniu zaprojektowanego implantu lub
sugerujące zmianę jego konstrukcji. Model fizyczny zestawu implantu międzykręgowego poddawany
weryfikacji wykonany jest przy użyciu techniki szybkiego wytwarzania prototypów metodą stereolitografii
RP-SLA. Ostatnim etapem jest opracowanie procesu technologicznego wytwarzania zaprojektowanego
implantu w systemie komputerowym CAM oraz jego wytworzenie na obrabiarce CNC. Ocenę
funkcjonalności nowej konstrukcji implantu krążka międzykręgowego dokonuje się na zaprezentowanym
wcześniej stanowisku badawczym symulatorze. Prowadzone są także przygotowania chirurgiczne do
wszczepienia pierwszego polskiego implantu kręgosłupowego.
http://imik.wip.pw.edu.pl/kmib
Kreator PDF
Utworzono 4 March, 2017, 05:36