Zastosowanie metod inżynierii odwrotnej do projektowania sztucznego krążka międzykręgowego

• Autorzy: Mańko M. , Zubrzycki J. , Karpiński R.

Warianty tytułu

EN

The impact of the artificial intervertebral disc on functioning the lumbar spine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono budowę anatomiczną kręgu i krążka międzykręgowego. Opisano funkcjonowanie kręgosłupa, jego kinematykę oraz oddziaływania międzykręgowe. Stworzono pełny trójwymiarowy model kręgów lędźwiowych L2 – L4. Na ich podstawie skonstruowano model endoprotezy krążka międzykręgowego (pomiędzy L2 i L3). Opracowano uproszczony model sztucznego krążka międzykręgowego sformułowany metodą elementów skończonych, który posłużył do analizy biomechanicznej. Dokonano obliczeń wytrzymałościowych oraz wyciągnięto odpowiednie wnioski. Prezentowane wyniki przedstawiają zachowanie się trójwymiarowego modelu kręgu lędźwiowego przy zastosowaniu endoprotezy krążka międzykręgowego pod wpływem działania obciążeń.

EN

In the hereby thesis the anatomy of the lumbar vertebra and intervertebral disc were presented. Functioning and kinematics of the spine and intervertebral forces were described.Full three – dimensional model of the lumbar vertebrae L2 – L4 was created. On the basis of it model of artificial intervertebral disc was constructed (between L2 and L3). The simplified model of vertebra L2 was formulated via finite elements method. Processed model has been used for biomechanical analysis.Strength calculations were made and appropriate conclusions were drawn. Presented results show behavior influenced of three – dimensional model of the lumbar vertebra with artificial intervertebral disc by operation of loads.

Słowa kluczowe

PL

kręg lędźwiowy; sztuczny krążek międzykręgowy; biomechanika

EN

lumbar vertebra; artificial intervertebral disc; biomechanics

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Promocji Wiedzy ; Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 1, nr 1-2
• Strony: 33--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Mańko M.

• Koło Naukowe Informatyk, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska

autor

Zubrzycki J.

• Instytut Technologicznych Systemów Informacyjnych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska

autor

Karpiński R.

• Koło Naukowe Technologii Materiałów, Wydział Mechaniczny Politechnika Lubelska

Bibliografia

• 1. Andersson G.B.J., Deyo R.A.,History and physical examination in patients with herniated lumbar discs, Spine, 1996, 21 (suppl.): 10S–18S.
• 2. Bartel D.L., Davy D. T., Keaveny T. M., Orthopaedic Biomechanics, New Jersey, 2006
• 3. Będziński R., Biomechanika inżynierska, Zagadnienia wybrane, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1997
• 4. Będziński R., Kędzior K., Kiwerski J., Morecki A., Skalski K., Wall A., Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna Tom 5, Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 2004
• 5. Będziński R., Budowa modeli fizycznych elementów kręgosłupa lędźwiowego
• 6. Błaszczyk J., Biomechanika kliniczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 2004
• 7. Bochenek A., Reicher M., Anatomia człowieka, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 1990
• 8. Borkowski P., Kędzior K., Krzesiński G., Wymysłowski P., Zagrajek T., Badanie wybranych rozwiązań protez krążka międzykręgowego w odcinku lędźwiowym kręgosłupa, XIX Konferencja Naukowo-Dydaktyczna TMM, Kraków, 2004
• 9. Borkowski P., Kędzior K., Krzesiński G., Marek P., Zagrajek T., Metody CAD/FEM w analizie i projektowaniu implantów, Górnictwo odkrywkowe, 5-6, s. 38-41, Wrocław, 2006
• 10. Borkowski P., Modelowanie MES sztucznego krążka lędźwiowego odcinka kręgosłupa, Przegląd Lekarski, 2007/64
• 11. Brinckmann P., Frobin W., Leivseth G., Orthopädische Biomechanik, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2000
• 12. Buckwalter J.A., Cooper R.R., Maynard J.A., Elastic fibres in human intervertebral discs, J. Bone Joint Surgery, 1976, 58-A: 73-76.
• 13. Casser H.R., Forst R., Neuroorthopädie – Rückenschmerz interdisziplinär, Darmstadt, Steinkopf, 2004.
• 14. Cunningham B.W., Kotani Y., McNulty P.S., Cappuccino A., MxAfee P.C., The effect of destabilization and instrumentation on lumbar intradiscal pressure: an in vitro biomechanical analysis, Spine, 1997, 22(22): 2655-2663
• 15. Dąbrowski J. R., Inżynieria ortopedyczna i rehabilitacyjna, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok, 2004
• 16. Dietrich M., Borkowski P., Wymysłowski P., Kędzior K., Krzesiński G., Skalski K., Skowrodko J., Zagrajek T., Badanie istniejących i nowych konstrukcji implantów krążka międzykręgowego, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna, Tom 5 - Biomechanika i Inżynieria Rehabilitacyjna, Rozdział 20.6, s. 1045-1062, Warszawa 2004
• 17. Donelson R., Aprill C., Medcalf R., Grant W., A prospective study of centralization of lumbar and referred pain: a predictor of symptomatic discs and annular competence, Spine, 1997, 22: 1115–1122
• 18. Dziewońska A., Kędzior K., Piechna J., Zagrajek T., Poszukiwanie alternatywnych propozycji budowy implantu dysku międzykręgowego, Acta Bioengineering Biomechanics, 2003
• 19. Glinkowski W., Ciszek B., Wybrane zagadnienia morfologii i właściwości krążków międzykręgowych, Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja, 2004, 6(2): 141-148.
• 20. Gzik M., Biomechanika kręgosłupa człowieka, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2007
• 21. Hildebrandt J., Müller G., Pfingsten M., Lendenwirbelsäule Ursachen, Diagnostik und Therapie von Rückenschmerze, München, 2005.
• 22. Kokot G., Wyznaczanie własności mechanicznych tkanek kostnych z zastosowaniem cyfrowej korelacji obrazu, nanoindentacji oraz symulacji numerycznych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2013
• 23. Pezowicz C., Biomechanika krążka międzykręgowego. Ocena przeciążeń oraz skutków wprowadzenia implantów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2008
• 24. Pezowicz C., Szotek S., Numeryczne i doświadczalne modelowanie oddziaływania implantu w kręgosłupie człowieka, VII Krajowa Konferencja Komputerowe Wspomaganie Badań Naukowych, 2001, 115-120.
• 25. Richard A., Kullmer G., Biomechanik. Grundlagen und Anwendungen auf den menschlichen Bewegungsapparat, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2013
• 26. Skoworodko J., Skalski K., Kędzior K., Zagrajek T., Borkowski P., Implant krążka międzykręgowego kręgosłupa lędźwiowego, Przegląd Lekarski, 2004, 4/61, 5 str.147-150
• 27. Schultz A.B., Ashton-Miller J.A., Basic Orthopaedic Biomechanics; Biomechanics of the Human Spine, New York, 1991
• 28. Tejszerska D., Świtoński E., Gzik M., Biomechanika narządu ruchu człowieka, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2011
• 29. Urban J.P., McMullin J.F., Swelling pressure of the lumbar intervertebral discs: influence of age, spinal level, composition and degeneration, Spine, 1988, 13(2): 179-187
• 30. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn. 28 marca 2013 r. w sprawie wymagań dla Systemu Informacji Medycznej (Dz. U. poz. 463)