Predikce mechanického chování a posouzení mezních stavů orgánů konkrétního pacienta s využitím výpočtového a experimentálního modelování se uplatňuje při plánování operací a návrhu individualizovaných implantátů či medicínských přípravků. Při návrhu implantátů se v současnosti zkoumá uplatnění metamateriálů, konkrétně auxetických materiálů, které díky svým unikátním mechanickým vlastnostem přinášejí nové možnosti pro zlepšení funkčnosti a integrace implantátů s biologickou tkání. K tvorbě individualizovaných (geometrických, konstitutivních aj.) modelů se využívají různé zobrazovací techniky (CT, MRI), díky nimž lze u konkrétního pacienta získat spoustu cenných dat in vivo. Vytvořené dílčí modely geometrie se využívají i pro 3D tisk nejen samotných tkáňových struktur, ale také individualizovaných implantátů a přípravků. Dále se zabýváme modelováním fluidně-strukturně-akustické interakce mezi poddajnými hlasivkami a prouděním a akustikou vokálního traktu i průchodností horních cest dýchacích s využitím CFD analýz. Individualizovaný přístup kombinovaný s podobnými metodami využíváme při návrhu peristaltického čerpadla mimotělního krevního oběhu.

Ocenění a další informace

Cena prof. Jaroslava Buchara (SVS FEM):

• 2019 2. místo – Ing. Ondřej Mach
• 2024 2. místo – Ing. Lukáš Janáčik

Cena prof. Valenty a prof. Čiháka za nejlepší diplomovou a dizertační práci:

• 2012 – nejlepší diplomová práce – Ing. Jan Kohoutek
• 2014 – nejlepší diplomová práce – Ing. Eva Prášilová
• 2016 – nejlepší dizertační práce – Ing. Jiří Valášek

Cena Gunnara Rugheimera:

• 2017 – nejlepší poster na konferenci PEVoC 2017 – Ing. Petr Hájek

Laboratoř biomechaniky

Webové stránky

Projekty

MR1323S01000 Využití moderních technologií v individualizovaném přístupu k operačnímu řešení rozštěpových vad obličeje u dětských pacientů

22-14387J Návrh a výroba 4D metamateriálů založených na tištěných strukturách s integrovanými prvky ze smart materiálů

21-21935S Výpočtové modelování pulzačního proudění v poddajných trubicích s aplikací na tandemovou stenozu

CZ.02.01.01/00/22_008/0004634 MEBioSys – Strojní inženýrství biologických a bioinspirovaných systémů

Významné publikace

JAGOŠ, J.; KOHÚT, J.; NOVOTNÝ, T.; KŘIVKA, T.; HÁJEK, P.; FORMÁNEK, M.; LISICKÝ, O.; BURŠA, J. In silico hemodynamical simulations show additional benefits of artery wall softening induced by antihypertensive drugs. COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE, 2024, roč. 245, s. 108016. ISSN: 1872-7565. (odkaz)

THOMKOVÁ, B.; MARCIÁN, P.; BORÁK, L.; JOUKAL, M.; WOLFF, J. Biomechanical performance of dental implants inserted in different mandible locations and at different angles: A finite element study. JOURNAL OF PROSTHETIC DENTISTRY, 2024, roč. 131, č. 1, s. 128. ISSN: 0022-3913. (odkaz)

APOSTOLOPOULOS, V.; BOHÁČ, P.; MARCIÁN, P.; NACHTNEBL, L.; MAHDAL, M.; PAZOUREK, L.; TOMÁŠ, T. Biomechanical comparison of all-polyethylene total knee replacement and its metal-backed equivalent on periprosthetic tibia using the finite element method. Journal of Orthopaedic Surgery and Research, 2024, roč. 19, č. 1, s. 153 ( s.)ISSN: 1749-799X.

Kontaktní osoba
Ing. Petr Marcián, Ph.D.