logo IKEM

Zakłady

Zakład Inżynierii Biomedycznej I Mechaniki Eksperymentalnej

Kierownik: dr hab. inż. Celina Pezowicz, prof. nadzw. PWr.
Adres: ul. I. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, bud. B-5, pok. 109
Tel.: (071) 320-27-13
Fax: (071) 322-76-45
E-mail: celina.pezowicz@pwr.wroc.pl
Strona www: www.biomech.pwr.wroc.pl

Nauczyciele akademiccy

dr inż. Jarosław Filipiak bud. B-5 pok. 109a tel. 71-320-21-50
jarosław.filipiak@pwr.wroc.pl

dr inż. Ludomir Jankowski bud. B-5 pok. 109d tel. 71-320-21-91
ludomir.jankowski@pwr.wroc.pl

dr inż. Krzysztof Krysztoforski bud. B-5 pok. 109a tel. 71-320-21-93
krzysztof.krysztoforski@pwr.wroc.pl

dr inż. Anna Nikodem bud. B-5 pok. 109b tel. 71-320-29-83
anna.nikodem@pwr.wroc.pl

dr inż. Sylwia Szotek bud. B-5 pok. 109c tel. 71-320-7-213
sylwia.szotek@pwr.wroc.pl

dr inż. Ewelina Świątek-Najwer bud. B-5 pok. 109b tel. 71-320-29-83
ewelina.swiatek@pwr.wroc.pl

Pracownicy inżynieryjno-techniczni

dr inż. Magdalena Kobielarz bud. B-5 pok. 109b tel. 71-320-29-83
magdalena.kobielarz@pwr.wroc.pl

Andrzej Szczepański bud. B-5 pok. 109 tel. 71-320-27-82
andrzej.szczepański@pwr.wroc.pl

Główne kierunki badań:

  • badania właściwości mechanicznych tkanek (tkanka kostna; tkanki miękkie: tkanki układu krwionośnego, skóra, więzadła i ścięgna, tkanki mózgu i rdzenia kręgowego, regenerat kostny) przy obciążeniach statycznych i cyklicznych oraz analiza zjawisk
  • i procesów biomechanicznych w nich zachodzących;
  • badania właściwości i charakterystyk układów biomechanicznych: segmenty kręgosłupa, krążek międzykręgowy, kości długie i stawy, miednica, kości czaszki, żuchwa, zęby, naczynia krwionośne;
  • obliczenia i symulacje numeryczne (MES) procesów biomechanicznych, takich jak: adaptacja funkcjonalna tkanek, regeneracja i różnicowanie się tkanek, oraz modelowanie współpracy implantów z tkankami żywymi;
  • projektowanie implantów układu kostno-stawowego i bioprotez kończyn;
  • badania nad możliwościami wykorzystania biosygnałów do sterowania protezami kończyn człowieka;
  • rozwój metod i systemów nawigacji komputerowej zabiegów operacyjnych
  • symulacje i wizualizację przepływów w organizmach żywych (przepływy w naczyniach krwionośnych, przez sztuczne zastawki serca, stenty);
  • badania kinematyki i dynamiki kończyn, zakresów ruchu
  • w stawach oraz momentów i sił w nich działających w funkcji zmian traumatologicznych i patologicznych.

W badaniach wykorzystuje sie nowoczesne metody pomiarowe:

  • elektroniczną interferometrię plamkową (układ pomiarowy 3D ESPI oraz 1D PulsESPI firmy Ettemeyer z oprogramowaniem ISTRA);
  • interferometrię holograficzną (laser rubinowy dwuimpulsowy, laser argonowy Innova 300 firmy Coherent, laser He-Ne, stoły antywstrząsowe, zestaw zwierciadeł i soczewek, przysłon i uchwytów do budowy układów optycznych);
  • fotografię plamkową;
  • elastooptykę (polaryskop transmisyjny firmy Carl-Zeiss Jena o średnicy
  • pola widzenia O 300 mm, polaryskop odbiciowy typu V firmy Vishay
  • model 032);
  • metodę mory (zestaw siatek 'rastrów' o różnych podziałkach i gęstości
  • oraz system oświetlająco-rejestrujący);
  • tensometrię rezystancyjną (wzmacniacz pomiarowy MGC firmy
  • Hottinger - 12 kanałów, oprogramowanie Catman 2.0);
  • techniki wizualizacji przepływów cieczy i gazów oraz ruchu człowieka;
  • symulacje złożonych stanów obciążenia za pomocą komputerowo sterowanych maszyn wytrzymałościowych (maszyna wytrzymałościowa MTS Mini Bionix 858 - zakres siły ±15 kN, TestStar II; maszyna wytrzymałościowa MTS Synergie 100 - zakres siły ±0,5 kN lub ±0,01 kN; TestWork 4; ekstensometr o bazie pomiarowej 25 mm, odkształcenie ±50%; ekstensometr o bazie pomiarowej 3 mm, odkształcenie ±4%; ekstensometr o bazie pomiarowej 5 mm, odkształcenie ±25%; czujnik przemieszczenia o zakresie ±12,5 mm, videoekstensometr).

Prace badawcze prowadzone w Zakładzie są wspomagane obliczeniami numerycznymi MES (pakiet ANSYS 8.0). Miedzy innymi modelowano numerycznie obiekty biomechaniczne, jak np. elementy układu kostno-stawowego czy procesy biomechaniczne w nich zachodzące (np. remodeling tkanki kostnej, regeneracja i różnicowanie się tkanek). Rozbudowane zaplecze badawcze pozwala na profesjonalną weryfikację opracowywanych modeli obliczeniowych.

Metody badawcze, jakimi dysponujemy, umożliwiają:

  • wyznaczanie stanu naprężenia, odkształcenia przemieszczenia (jak również kształtu powierzchni) za pomocą metod optycznych (pomiar bezdotykowy), jak i metodami tradycyjnymi (tensometria rezystancyjna, ekstensometry);
  • wyznaczanie pola prędkości przepływu cieczy i gazów oraz wizualizację tych przepływów w warunkach modelowych.

Zakład prowadzi szeroko zakrojoną współpracę naukową i dydaktyczną z ośrodkami naukowymi (m.in.: University of Bristol, University of Bologna, Free University Berlin), zakładami przemysłowymi (Aesculap AG&Co.KG, LfC Zielona Góra) oraz ośrodkami medycznymi (Akademia Medyczna we Wrocławiu, Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we Wrocławiu, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii). Pracownicy Zakładu uczestniczą w realizacji procesu dydaktycznego z zakresu mechaniki doświadczalnej i inżynierii biomedycznej na Wydziale Mechanicznym oraz na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki. W Zakładzie mieści się redakcja czasopisma "Acta of Bioengineering and Biomechanics" poświęconego najnowszym osiągnieciom w inżynierii biomedycznej.

Pracownicy Zakładu wielokrotnie byli nagradzani za wyniki prowadzonych prac badawczych (m.in. 3-krotnie Nagroda Ministra Nauki). Wśród pracowników Zakładu jest 4 laureatów konkursu Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej dla najlepszych młodych naukowców w kraju.
Wśród wielu innych wyróżnien można wymienić 3 miejsce w konkursie, organizowanym przez Komitet Mechaniki Polskiej Akademii Nauk, na najlepszą pracę z zakresu mechaniki w roku 2003 dla dra inż. Krzysztofa Ścigały oraz Nagrodę Prezesa Rady Ministrów za pracę doktorskę dr inż. Sylwii Szotek.