First attempts to 3D printing spine implants : human spine biomechanics

• Autorzy: Gaweł M. , Guia A. , Jasik K. P. , Swinarew B. , Okła H. , Swinarew A.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this paper was to obtain and compare information about spine metrics properties and indicate of polymer materials for the manufacture of spinal implants using 3D printing. The resulting properties will allow to select the material which have similar spine metrics properties or better. The literature review will be helpful to develop methodology of 3D printing in producing implants of the vertebrae and intervertebral discs (Val). The project consists three main phases: creation a creation model which is based on generating of a 3D model (Val) discs of tomographic images spine using software specially developed for medical image processing and CAD software (Val) discs, creation of a prototype implant and performance strength tests on the obtained implant.

Słowa kluczowe

EN

spine; vertebra; metric properties; mechanical properties; implant

PL

kręgosłup; kręg; właściwości metryczne; właściwości mechaniczne; implant

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 22, Nr 2 (170)
• Strony: 60--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gaweł M.

• Institute of Materials Science, Faculty of Computer Science and Material Science, University of Silesia in Katowice, 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów Poland

autor

Guia A.

• Institute of Materials Science, Faculty of Computer Science and Material Science, University of Silesia in Katowice, 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów Poland

autor

Jasik K. P.

• Department of Skin Structural Studies, School of Pharmacy with the Division of Laboratory Medicine in Sosnowiec, Medical University of Silesia in Katowice, Kasztanowa 3, 41-200 Sosnowiec, Poland

autor

Swinarew B.

• Institute for Engineering of Polymer Materials and Dyes, Paint and Plastics Department, Chorzowska 50, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Okła H.

• Institute of Materials Science, Faculty of Computer Science and Material Science, University of Silesia in Katowice, 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów Poland

autor

Swinarew A.

• Institute of Materials Science, Faculty of Computer Science and Material Science, University of Silesia in Katowice, 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów Poland, Tel.: [phone].

Bibliografia

• 1. Będziński, R. Biomechanika inżynierska : zagadnienia wybrane. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1997.
• 2. Gzik, M. Biomechanika kręgosłupa człowieka. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2007.
• 3. Woźniak, W. Anatomia człowieka. Podręcznik dla studentów i lekarzy. Elsevier Urban & Partner, Wrocław, 2010
• 4. Wójtowicz, Z. Podstawy anatomii człowieka. Czelej, Lublin, 2009
• 5. Riggs, B. L., Wahner, H. W., Dunn, W. L., Mazess, R. B., Offord, K. P., Melton, L. J. 3rd Differential changes in bone mineral density of the appendicular and axial skeleton with aging: relationship to spinal osteoporosis. The Journal of Clinical Investigation 67 (2) 1981: pp.328-335
• 6. Boyle, C., Kim, I.Y. Three-dimensional micro-level computational study of wolff’s law via trabecular bone remodeling in the human proximal femur using design space topology optimization Journal of Biomechanics 44 (5) 2010: pp 935-942
• 7. Chen, J., Liu, C., You, L., Simmons, C. A. Boning up on Wolff’s Law: Mechanical regulation of the cells that make and maintain bone Journal of Biomechanics 43 (1) 2010: pp. 108-118
• 8. Błaszczyk, J. W. Biomechanika kliniczna: podręcznik dla studentów medycyny i fizjoterapii. PZWL, Warszawa, 2004
• 9. Yamada, H. Strenght of biological materials, The Williams and Wilkins Company Baltimore, 1970
• 10. Teo, E.C., Ng, H.W. First cervical vertebrae (atlas) fracture mechanism studies using finite element method Journal of Biomechanics 34 (1) 2001: pp. 155-164
• 11. Teo, E.C., Paul, J.P., Evans, J.H., Ng, H.W. Experimental investigation of failure load and fracture patterns of C2 (axis) Journal of Biomechanics 34 (8) 2001: pp. 1005-1010
• 12. White, A. A., Panjabi, M.M. Clinical biomechanics of the spine. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 1990
• 13. Jasiński, R., Pezowicz, C. Experimental investigation of the axis dens fracture Acta of Bioengineering and Biomechanics 6 (1) 2004: pp. 51-60
• 14. Rosińczuk-Tonderys, J., Załuski, R., Gdesz, M., Lisowska, A. Spine and Spinal Cord Injuries - Causes and Complications Advances in Clinical and Experimental Medicine 21 (4) 2012: pp. 477-485
• 15. Niemcunowicz-Janica, A., Janica, J.R., Ptaszyńska-Sarosiek, I. Spinal cord injuries in material of Department of Forensic Medicine in 2001 - 2005 Archiwum Medycyny Sądowej I Kryminologii 57 (3) 2007: pp. 298-301
• 16. Fife, D., Kraus, J. Anatomic location of spinal cord injury Neurologic Clinics 9 1991: pp. 625-661.
• 17. Emsley, J. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press, Oxford, 2001
• 18. Skocaj, M., Filipic M., Petkovic J., Novak, S. Titanium dioxide in our everyday life; is it safe? Radiology and Oncology 45 (4) 2011:pp. 227-247
• 19. Ciupik, L., Hakało, J., Zarzycki, J. Jednoczesne odbarczenie przestrzeni międzytrzonowej poprzez rotację czopa prostokątnego ze stabilizacją w zmodyfikowanej metodzie R-PLIF
• 20. Kurtz, S. M., Devine J. N. PEEK Biomaterials in Trauma, Orthopedic, and Spinal Implants Biomaterials 28 (32) 2007:pp.4845-4869
• 21. Marciniak, J. Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2002
• 22. Material Properties Data: Polyetheretherketone (PEEK), www.makeitfrom.com [access date: 22.06.2015]
• 23. Van der Vegt, A.K., Govaert, L.E. Polymeren: van keten tot kunstof. Delft University Press, 1999.
• 24. Budzik, G., Budzik, W., Cygnar, M., Janisz, K. Możliwości zastosowania szybkiego prototypowania w procesie projektowania i wytwarzania elementów pojazdów samochodowych Problemy Eksploatacji 2009: pp. 7-16