Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie systemów komputerowo wspomagających projektowanie w procesach planowania zabiegów chirurgicznych w obrębie obszaru żuchwy

Turek Paweł, Skowron Natalia

Przegląd Mechaniczny

|

2021

|

nr 3

31--35

PL

W artykule przedstawiono obecne możliwości w zakresie projektowania oraz wytwarzania modeli struktur anatomicznych, szablonów chirurgicznych oraz implantów do planowania zabiegów chirurgicznych w obrębie obszaru żuchwy. W pierwszym etapie przedstawiono proces rekonstrukcji 3D geometrii żuchwy przy użyciu oprogramowania 3D-Slicer 4.8.1. Kolejny etap procesu polegał na cyfrowym odtworzeniu ciągłości geometrii żuchwy w miejscu wystąpienia złamania. Proces ten przeprowadzono w środowisku Meshmixer. Następnie zamodelowano geometrię płytek chirurgicznych w oprogramowaniu CATIA V5R20. Ostatni etap polegał na wykonaniu metodą przyrostową FDM modelu struktury anatomicznej żuchwy sprzed wystąpienia urazu oraz płytek chirurgicznych, które posłużyły do planowania zabiegu otworzenia ciągłości geometrii żuchwy w miejscu wystąpienia złamania.

EN

The article presents the current possibilities of designing and manufacturing models of anatomical structures, templates and implants for planning surgical procedures within the mandibular area. The first stage presented the process of 3D reconstruction of the mandible geometry using the 3D-Slicer 4.8.1 software. The next step in the process was to digitally reconstruct the continuity of the mandible geometry in the area of fracture. This process was performed in the Meshmixer software. Then, the geometry of the surgical plates was modeled in CATIA V5R20 software. The last stage presented manufacturing process of the anatomical structure of the mandible before the injury, and surgical plates using FDM technology. The final models were used to plan the procedure within the mandibular area.

2

Changes in muscle length and orientation after orthognathic surgeries using a bilateral sagittal split osteotomy as an example

Pachnicz Dominik, Stróżyk Przemysław, Grygier Dominika

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 4

127--135

EN

Purpose: The aim of the present study was to analyze the changes in the angular positions and lengths of the mandibular elevator muscles due to the displacement of bone segments after bilateral sagittal split osteotomy. Additionally, the impact of changes in mandibular geometry on the values of occlusal forces and mandibular condyle loading was considered. The combined geometric and force analysis makes a valuable contribution to the operating conditions of the system affected by the changes. Methods: The considerations were based on elementary principles of analytical geometry and the analysis was performed for two craniofacial geometries. Results: For the rotation of the proximal segment, the greatest differences in angular position concern the masseter muscle during roll rotation (11.7°). Significant changes in muscle length occurred during pitch rotation and amounted to 3.7 mm. Translation of the distal segment by 10 mm changed the angle of the pterygoid muscle by 30.2° in the coronal plane and 18.7° in the sagittal plane, simultaneously changing its direction to that of the opposite. Posterior translation (10 mm) caused an elongation of the muscle by 4.7 mm and anterior translation caused a shortening by 2.6 mm. For the mandible with elongated geometry, lower values of occlusion forces and increased reaction forces in the condyle were observed. Conclusions: The analysis revealed significant changes in the orientation and length of the masticatory muscles, and thus, their potential impact on the functioning conditions of the masticatory system.

3

Automatyzacja procesu projektowania oraz wytwarzania polimerowych modeli struktur anatomicznych żuchwy w konwencji Przemysł 4.0

Turek Paweł

Polimery

|

2019

|

T. 64, Nr 7-8

522--529

PL

Przedstawiono przykład zastosowania konwencji Przemysł 4.0 w procesie projektowania oraz wytwarzania polimerowych modeli struktur anatomicznych żuchwy. Zautomatyzowanie procesu na bazie struktury Przemysł 4.0 ma na celu szybkie wsparcie lekarzy i dostarczenie im gotowych narzędzi usprawniających przeprowadzenie zabiegu chirurgicznego. Zintegrowanie w procesie projektowania oraz wytwarzania modeli struktur anatomicznych systemów inżynierii rekonstrukcyjnej (RE), systemów wspomaganych komputerowo (CAD) i przyrostowych metod wytwarzania (RP) pozwala nie tylko na skrócenie czasu przygotowania gotowego szablonu chirurgicznego, ale także na zwiększenie dokładności jego wykonania. Badania wykonane na bazie udostępnionych przez Kliniczny Szpital Wojewódzki Nr 1 im. F. Chopina w Rzeszowie danych pomiarowych w obrębie obszaru żuchwy 14 pacjentów potwierdziły korzyści wynikające z zastosowania koncepcji Przemysł 4.0 w procesie wykonania modeli struktur anatomicznych.

EN

An example of the application of the Industry 4.0 concept in the process of designing and producing polymeric models of mandible anatomical structures has been presented here. Automating the process of making surgical templates based on the Industry 4.0 structure is aimed at quickly providing physicians with ready-made tools to improve the performance of surgical procedures. Integrating the reconstruction engineering (RE), computer aided design (CAD) and incremental rapid prototyping methods (RP) in the process of designing and manufacturing anatomical models may not only shorten the preparation time of surgical template, but also increase the accuracy of its production. On the basis of the data provided by the F. Chopin Regional Hospital No. 1 in Rzeszow, 14 patients with mandible injuries were examined. The obtained methodology has confirmed that the application of the Industry 4.0 concept in the process of making models of anatomical structures can bring many benefits.

4

Rejestracja ruchu żuchwy względem podstawy czaszki

Bukała Jakub, Małachowski Jerzy, Pietroń Kamil, Sybilski Kamil, Szafrańska Aleksandra

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2019

|

z. 17

11--17

PL

W pracy przedstawiono metodę badawczą pozwalającą na wyznaczenie krzywych opisujących ruch żuchwy względem podstawy czaszki człowieka bazującą na wideo-analizie. Do pomiaru wykorzystuje się markery pasywne odbijające promieniowanie podczerwone, które umieszczane są na nakładkach mocowanych do tkanek twardych osoby badanej.

EN

The study presents a research method for determining movement curves of the human mandible in relation to the base of the skull. The method is based on video analysis of passive markers reflecting IR radiation. Markers are placed on the personalized overlays fastened to the hard tissues of the examined person.

5

Analiza dokładności wykonania metodą przyrostową MEM uzupełnienia ubytku części bocznej żuchwy

Turek P., Łaszczyk A.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 11

10--12

PL

W artykule zweryfikowano dokładność wykonania uzupełnienia ubytku części żuchwy przy użyciu współrzędnościowego systemu pomiarowego oświetlającego obiekt światłem laserowym. W pierwszym etapie przedstawiono proces rekonstrukcji geometrii żuchwy przy użyciu oprogramowania 3D-Slicer 4.8.1. Kolejny etap procesu polegał na zamodelowaniu uzupełnienia ubytku części bocznej żuchwy. Proces ten przeprowadzono w środowisku CATIA V5R26. W efekcie końcowym tego etapu uzyskano trójwymiarowy model reprezentujący uzupełnienie ubytku części żuchwy. Następnie model wykonano metodą przyrostową MEM. Proces weryfikacji błędów wykonania geometrii modelu przeprowadzono przy użyciu ramienia pomiarowego MCA II z zamontowaną głowicą laserową MMDx100.

EN

The article presents analysis of the accuracy of a mandibular body part defect manufactured using the additive MEM technology. The first stage of research presents the reconstruction process of mandible geometry using the 3D-Slicer 4.8.1 software. The second stage of the process presents a modeling process of a lateral part defect of the mandible. This process was carried out in the CATIA V5R26 software. The end result of this stage was a three-dimensional model representing the restoration of the defect in lateral part of the mandible. Then the model was made using the additive MEM technology. The verification process of geometry accuracy of the model was carried out using the MCA II measuring arm with the MMDx100 laser head.

6

Effects of sodium fluoride on bone metabolism and structural changes of the mandible in ovariectomized rats

Bohatyrewicz A., Wiechowska M., Machoy-Mokrzyńska A., Jurewicz A., Leźnicka K., Grocholewicz K., Karaczun M., Weyna E.

Problemy Nauk Stosowanych

|

2018

|

T. 8

137--146

EN

Introduction and aim: The role of fluorides in caries prevention is widely known, however, due to a large number of factors affecting the metabolism of bone tissue (e.g. estrogens), the evaluation of the effect of these compounds on the masticatory system requires comprehensive studies. The aim of the study was to examine the effect of fluorides on the chosen biochemical markers of bone remodelling, on the bone mass and structural changes in the lower jaw (mandible) of castrated rats, after six-week exposure to sodium fluoride in different doses. Material and methods: The experiment was conducted on an animal model using female Wistar rats divided into four groups: a control group and three research groups (ovariectomized and exposed to fluoride compounds in different doses in the drinking water). In order to evaluate the effect of estrogens shortage induced by double-sided ovariectomy and to analyze the fluorides influence on bone metabolism and structural changes of the mandible, tests of bone tissue metabolism markers, bone mineral content in the mandible, height of a molar tooth, height of alveolar appendix and index of rats' alveolar appendices heights were performed. Results: Ovariectomy procedure led to the appearance of higher concentrations of bone tissue resorption markers and lower mineral weight of mandible, but did not exert a considerable impact on mineral weight index in animals receiving fluorides. There was no statistical difference in the heights of molar teeth between all experimental groups. Conclusion: Eestrogens shortage, due to ovariectomy, reduces mineral weight of lower jaw bones and mineral weight index, and the fluoride supply prevents the loss of minerals from an osseous tissue.

PL

Wstęp i cel pracy: Rola fluorków w profilaktyce próchnicy jest powszechnie znana, jednakże ze względu na dużą liczbę czynników wpływających na metabolizm tkanki kostnej (np. estrogeny), ocena wpływu tych związków na układ żucia wymaga kompleksowych badań. Celem tego badania było zbadanie wpływu fluorków na wybrane markery przebudowy kości, na masę kości i strukturalne zmiany w dolnej szczęce (żuchwie) kastrowanych szczurów po sześciotygodniowej ekspozycji na różne dawki fluorku sodu. Materiał i metody: Doświadczenie przeprowadzono na modelu zwierzęcym, w którym samice szczurów Wistar podzielono na cztery grupy: grupę kontrolną i trzy grupy badawcze (poddane owariektomii i eksponowane różne dawki związków fluoru podawanych w wodzie pitnej). Aby ocenić wpływ niedoboru estrogenów wywołanego obustronną owariektomią i aby przeanalizować wpływ fluorków na metabolizm kostny i zmiany strukturalne żuchwy, konieczne było przeprowadzenie badań markerów metabolizmu kostnego oraz zawartości związków mineralnych w kości żuchwy, a także dokonanie pomiarów wysokości zęba trzonowego, wysokości wyrostka zębodołowego i wskaźnika wysokości wyrostków zębodołowych u badanych szczurów. Wyniki: Na skutek przeprowadzonej owariektomii zaobserwowano wyższe stężenia markerów resorpcji tkanki kostnej oraz niższą masę mineralną kości szczęki dolnej. Zabieg ten jednak nie miał znaczącego wpływu na wskaźnik masy mineralnej u zwierząt otrzymujących fluorki. Nie stwierdzono statystycznej różnicy w wysokości zębów trzonowych pomiędzy grupami eksperymentalnymi. Wnioski: Niedobór estrogenów spowodowany wycięciem jajników prowadzi do obniżenia masy mineralnej kości żuchwy oraz wskaźnika masy mineralnej, a fluorki zapobiegają utracie minerałów z tkanki kostnej.

7

Złamanie kości żuchwy : porównanie numeryczne wariantów stabilizacyjnych

Słowiński J. J.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2018

|

Vol. 7, nr 6

403--406

PL

Kość żuchwy jest jedną z najczęściej łamanych kości ludzkiego organizmu, a w obrębie twarzoczaszki co trzecie złamanie dotyczy właśnie tej kości. Jej wyeksponowanie i brak naturalnych osłon sprawia, że w momencie urazu twarzoczaszki to właśnie żuchwa stanowi pierwszą linię obrony, która kumuluje dużą część energii. Efektem takich urazów może być dekohezja materiału kostnego żuchwy lub destabilizacja jej położenia. Efekty te mogą występować zarówno łącznie, jak i rozdzielnie. Ze względu na udział żuchwy w procesach komunikacji, odżywiania i oddychania jest niezmiernie istotnym przeprowadzenie korekcji w taki sposób, aby utracone funkcje zostały odzyskane w możliwie największym stopniu. Nie bez znaczenia jest również efekt kosmetyczny, który w dużej mierze rzutuje na późniejsze życie pacjenta [1-3]. Obecny rozwój techniki pozwala na prowadzenie zabiegów w obrębie twarzoczaszki z wykorzystaniem chirurgii małoinwazyjnej w oparciu o zastosowanie implantów w postaci płytek stabilizacyjnych. Zróżnicowanie kształtów i rozmiarów pozwala na właściwy dobór implantu do indywidualnych potrzeb pacjenta. W zakresie przeprowadzonej analizy opracowano modele numeryczne kości żuchwy wraz ze złamaniem oraz dwa warianty stabilizacji: jedno- i dwupłytkowy.

8

Analiza przemieszczeń w modelach numerycznych dla dwóch typów stanowisk badawczych kości żuchwy

Pachnicz D.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2018

|

Vol. 6, no. 1

39--43

PL

Oprócz tradycyjnych metod badawczych, do których należą próby laboratoryjne na obiektach rzeczywistych, znaczącą rolę w analizie struktur biologicznych odgrywa metoda elementów skończonych. Ważnym aspektem każdej analizy jest prawidłowe odtworzenie warunków pracy rozważanego układu. Ze względu na duży stopień ich złożoności stosuje się układy uproszczone. W danym artykule przedstawiono porównanie z użyciem metod numerycznych dwóch stanowisk pomiarowych wykorzystywanych w badaniach żuchwy. Pierwszy z nich stanowi uproszczony schemat obciążeniowy, drugi szczegółowy, dokładniej odtwarza rzeczywiste warunki pracy żuchwy. Porównania dokonano na podstawie rozkładu przemieszczeń na linii okalającej kość. Rozkład przemieszczeń ukazany w postaci linii wskazuje na różnice pomiędzy stanowiskami. Dla układu uproszczonego widoczna jest symetryczna praca żuchwy, podczas gdy układ szczegółowy wykazuje znaczne różnice w przemieszczeniach po obu stronach (do 42%). Stanowisko uproszczone cechować się będzie większą powtarzalnością wyników niezależnie od rozpatrywanej strony żuchwy. Wyniki z układu szczegółowego obarczone być mogą błędem wynikającym ze wstępnej asymetrii geometrii modelu.

EN

Research of biological structures such as bones are important part of concern of nowadays engineering. Finite element method is commonly utilized tool in such analyses, alongside traditional laboratory tests. Increasingly frequent utilization of numerical methods results from the accuracy of their results, as well as the difficult access to real samples. An important aspect of every analysis is correct mimic of the boundary conditions. Due to the high complexity of the biological structures, many simplifications are introduced to the instrumentation systems. In the article is presented comparison of two test stands utilized in research of mandible bone. The first one recreates simplified load conditions, the second one, more precise, accurately mimics real working conditions. Comparison was performed basing on distribution of the displacement on the line situated around the bone. The displacement distribution indicates the differences between two stations. For the simplified one, symmetrical work of the mandible can be noticed, while in detailed system, there is significant difference in deformation on both sides of the mandible bone (up to 42%). The simplified measuring station could characterize by more reproducible results regardless of the considered mandible side. The results obtained from the detailed test station may be affected by an error resulting from the initial asymmetry of the model’s geometry.

9

Integration of reliability analysis into mini-plate fixation strategy used in human mandible fractures: Convalescence and healing periods

Kharmanda G., Shokry A., Kharma M. Y.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

13--23

EN

The objective was to assess the reliability level of mini-plate fixation used in fracture mandibles in order to evaluate the structure stability in both convalescence and healing periods. Methods: In the convalescence period, the failure scenario is measured by the relative displacement between two fracture surfaces which should not exceed an acceptable value in order to obtain a good stability for rapid bone healing and to limit any trauma. However, in the healing period, it is the objective to obtain an acceptable rigidity. Hereby, the failure scenario is measured by the von Mises stresses being as indicator of mandible fractures. Results: During the surgery operation, some muscles can be cut or harmed and cannot operate at its maximum capability. Thus, there is a strong motivation to introduce the loading uncertainties in order to obtain reliable designs. A 3-dimensional finite element model was developed in order to study the negative effect caused by stabilization of the fracture. The different results were obtained when considering a clinical case of a 35-year-old male patient. The results show the importance of fixation of symphysis fracture by two I-plates with four holes. The structural reliability level was estimated when considering a single failure mode and multiple failure modes. Conclusions: The integration of reliability concepts into mini-plate fixation strategy is considered a novel aspect. The reliability evaluation seams to be a reasonable asset in both convalescence and healing periods.

10

Zastosowanie systemów RE/CAD/RP w procesie projektowania i wytwarzania modeli medycznych żuchwy

Budzik G., Burek J., Dziubek T., Turek P.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2016

|

T. 21, nr 1

4--9

PL

Praca przedstawia badania nad stworzeniem zautomatyzowanej procedury umożliwiającej projektowanie i wytwarzanie modeli medycznych żuchwy. Pierwszy etap badań przyjętej procedury, polegał na zebraniu danych pomiarowych oraz odtworzeniu geometrii modelu żuchwy z danych Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Następnie zastosowano system CAD - Catia, który umożliwił rekonstrukcję ciągłości geometrii żuchwy oraz przygotowanie jej modelu w celu późniejszego wytworzenia przy użyciu technik przyrostowych lub ubytkowych. Przeprowadzono także ocenę stopnia skorygowania położenia uszkodzonego odcinka względem zarysu nominalnego żuchwy. W celu wykonania gotowego modelu medycznego żuchwy zastosowano technologię przyrostową FDM, oraz przeprowadzono analizę dokładności wykonania gotowego modelu.

EN

This paper presents results of the research focused on creation of an automated procedure that allows the design and manufacture medical models of the mandible. In the first stage of this study DICOM data was collected and reconstructed geometry of the mandible. In second stage of this process used software CAD - Catia. This software reconstructed continuity geometry of the mandible and prepared this model for manufactured with used rapid prototyping technology. Also in this paper, presents results demonstrated degree of damage right side of mandible before the injury. Medical model of the mandible, manufactured with using FDM technology. In final stage of this procedure, created rapport present analysis on accuracy of manufactured.

11

Analiza MES procesu zrostu układu żuchwa -przeszczep przy zastosowaniu implantów stomatologicznych pod odbudowę uzębienia

Kromka-Szydek M., Miodowska J.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2016

|

z. 10

25--30

PL

W pracy przedstawiona została analiza MES zrekonstruowanej żuchwy wraz z wprowadzonymi implantami stomatologicznymi. Ocena najbardziej korzystnych warunków do powstania prawidłowego zrostu kostnego odbywała się poprzez porównanie otrzymanych wartości intensywności odkształcenia na granicy pomiędzy kością żuchwy a przeszczepem autogennym, z wartościami granicznymi zawartymi w hipotezie stymulatora mechanicznego przebudowy tkanki kostnej.

EN

The aim of work was FEM analysis the case of mandibular reconstruction with use dental implants. The evaluation of bone union process was performed as a comparison of the strain intensity value on the border mandibular – autogenous graft with limit values that are included the hypothesis of a mechanical stimulator remodeling of bone tissue.

12

Modelowanie i analiza stanu naprężenia przy obciążeniach zgryzowych dla przypadku zgryzu prawidłowego i prognacyjnego

Miodowska J., Kromka-Szydek M., Undas J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2015

|

T. 25, nr 56

83--88

PL

W pracy przedstawiona została analiza numeryczna metodą elementów skończonych dwóch modeli żuchwy: ze zgryzem prawidłowym oraz prognacyjnym. Modele trójwymiarowe stworzono z wykorzystaniem zdjęć tomografii komputerowej oraz oprogramowania Mimics. Wyznaczono kąty zwarciowe pomiędzy zębami antagonistycznymi, a następnie poddano ocenie naprężenia występujące w modelach zębów oraz określono zależności pomiędzy kątem działania siły, a wywołanym stanem naprężenia w badanej strukturze. Analiza wykazała, iż prognacja powoduje nawet 3-krotne zwiększenie kąta oddziaływania zębów antagonistycznych w stosunku do zgryzu prawidłowego oraz mniejsze wartości naprężeń w zębach. Zwiększanie kąta, pod jakim działa obciążenie na powierzchnię styczną zęba siecznego, powoduje zwiększenie naprężeń w szyjkach zębów.

EN

The study presented numerical analysis using finite element method of two mandible models: with proper occlusion and with prognathism. Three-dimensional models were created using computed tomography images and Mimics software. Occlusal angles between antagonistic teeth were evaluated. Stress in the tooth models were determined and relationship between the force angle and the resulting stress state in the test structure were established. Analysis showed that prognathism causes up to 3-time increase in the angle of antagonistic teeth to proper occlusion, and smaller values of stress in the teeth. Increasing the angle at which the load is applied to the incisor surface increases the stress on the necks of the teeth.

13

Analiza dokładności odwzorowania geometrii odcinka żuchwy wykonanego technologią FDM

Budzik G., Dziubek T., Turek P., Traciak J.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 12CD2

22--26

PL

Proces badawczy został przeprowadzony na 4 pacjentach. Wydruki modeli odcinków żuchwy, wykonano na drukarce Fortus 360 mc. Pomiar geometrii modeli, przeprowadzono na systemie optycznym Atos II Triple Scan. Proces weryfikacji dokładności i precyzji wykonania modeli, przeprowadzono na oprogramowaniu Focus Inspection.

14

Modelowanie i analiza MES implantu stomatologicznego pod odbudowę uzębienia

Kutrzuba K., Kromka-Szydek M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2015

|

z. 9

67--72

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy MES modelu żuchwy wraz z wszczepionym implantem stomatologicznym. Przeprowadzona analiza miała na celu zbadanie interakcji pomiędzy tkanką kostną żuchwy a wszczepem śródkostnym poprzez określenie rozkładu naprężeń w żuchwie i implancie, odkształceń oraz przemieszczeń występujących w obu elementach przy ich funkcjonalnym obciążaniu. Uwzględniono różne sposoby zamodelowania tkanki kostnej oraz zbadano różnice w funkcjonowaniu zespołu żuchwa – implant, wynikające z zastosowania różnych materiałów przy produkcji łącznika implantu.

EN

Finite Element Analysis was performed in ANSYS Workbench 12.1 for model of mandible with dental implant. It allowed to define stress distribution in bone and components of dental implant according to the way in which the bone was modeled. Other examined parameters were directional strain and equivalent elastic deformation. The influence of the material type used in implant components production was also checked in this work. It was found that the use of polyoxymethylene connector caused raise of equivalent stress in the implant. Tests showed that the way of bone modelling significantly affected on the results.

15

Wpływ zmiany grubości warstwy na dokładność odwzorowania geometrii żuchwy wykonanej metodą FDM

Budzik G., Dziubek T., Markowska O., Turek P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 12

1174--1177

PL

W artykule określono wpływ zmiany grubości warstwy wydruku na dokładność odwzorowania geometrii części żuchwy. Model odniesienia otrzymano z danych DICOM, uzyskanych z pomiaru na tomografie stożkowym (CBCT). Proces wydruku przeprowadzono na drukarce Fortus 360 mc. Modele fizyczne części żuchwy, wykonano przy zastosowaniu 4 grubości warstw: 0,127 mm, 0,178 mm, 0,254 mm, 0,330 mm. Do digitalizacji geometrii modeli żuchwy użyto systemu optycznego GOM (Atos Triple Scan). Z uzyskanego raportu wynika iż wykonane modele podlegały nieznacznemu skurczowi (około 0,23% zmiany objętości). Ma to istotny wpływ na zastosowanie modeli wykonanych metodą FDM, podczas przeprowadzenia zabiegów odtwarzających ciągłość żuchwy.

EN

The article describes the effect of changes layer thickness on the accuracy of manufacturing geometry of the mandible. Reference model obtained from the DICOM data from the measurement of the cone-beam tomography (CBCT). The manufacturing process was carried out on a Fortus 360 mc printer [2]. Physical models part of the mandible was fabricated in 4 layer thicknesses: 0.127 mm, 0.178 mm, 0.254 mm, 0.330 mm. In order to ensure repeatability of the manufacturing process, there is used the same material (ABS - M30). Each model is placed and oriented in the same location in space of the 3D printer. Digitization models part of the mandible was performed using the GOM optical system (structure light method) (Fig. 3). There were provided reproducible measurement procedure for each single model. Based on the measured data set the uncertainty value of the measurement system 0.008 mm was estimated. The resulting report (Tab. 2) shows that models were subjected to slight shrinkage (0,23% change model volume). It is very interesting that in spite of layer thickness changes, the 3D printer maintains constant value of the range, standard deviations and mean deviation. This is despite the changing values of maximum deviations with layer thickness. The results have a significant impact on the application method FDM in the process of continuity reconstruction of mandible.

16

Badanie stanu odkształcenia żuchwy w przypadku zespolenia złamania kąta

Mosór K., Kromka-Szydek M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2014

|

z. 8

121--126

PL

Praca dotyczy analizy stanu odkształcenia żuchwy w przypadku zespolenia złamania kąta z wykorzystaniem pojedynczych minipłytek, tzw. techniką Champy’ego. Zastosowano model żuchwy wykonany z żywicy epoksydowej z naklejonymi czujnikami tensometrycznymi. W badaniach eksperymentalnych wyznaczono wartości odkształcenia głównego oraz zmianę kierunku naprężenia głównego dla przypadków żuchwy zdrowej oraz po osteosyntezie płytkowej. Zasymulowano złamanie proste poprzez przecięcie modelu żuchwy na wysokości drugiego zęba trzonowego z prawej strony (ząb 37). Do badania wykorzystano 4 różne typy płytek.

EN

The thesis consists of an analysis of the state of strain of the mandible for the angle osteosynthesis using a single miniplate by Champy technique were done. Examination performed the state of strain on the mandible model made of epoxy resin using the method with strain gauges. In the experimental research was performed the intersection of the model along the lines corresponding to the typical fractures of this mandibular area, ie, placed on the occlusal surface of the right second molar (tooth 37) - simulation of a simple fracture. There were four different miniplates, which were used in clinical practice.

17

Analiza wytrzymałościowa MES żuchwy w typowych przypadkach urazowych

Mosór K., Skowrońska M., Kromka-Szydek M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2013

|

z. 7

119--124

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy przeprowadzonej dla żuchwy w typowych sytuacjach, w których dochodzi do jej uszkodzenia. Rozpatrzono dwa przypadki - uraz kontaktowy oraz wypadkowy - dla czołowego, dolnego oraz bocznego kierunku działania siły. Rozważano również wpływ zmiany utwierdzenia. Otrzymane wartości naprężenia i odkształceń głównych są wyraźnie niższe dla modelu z utwierdzeniem żuchwy w całej części zębodołowej, niż dla modelu z unieruchomieniem wyrostka kłykciowego, bez utwierdzenia zębów. Analizę wytrzymałościową wybranych przypadków przeprowadzono za pomocą programu ANSYS®.

EN

This paper presents the analysis results carried out for the most frequent cases of jaw fracture. Two cases were considered: contact trauma and traffic accident injury, for various force directions: the front, bottom and side. The impact of fix change was also analyzed. The resulting values of the stresses and main strains are significantly lower for the model of restraint in all parts of the alveolar mandibular than for the model with immobilization of the condylar, withouth teeth fixation. The strength analysis of selected cases was performed using ANSYS®.

18

In vivo study of human mandibular distraction osteogenesis

Bonnet A. S., Dubois G., Lipinski P., Schouman T.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 4

3-14

EN

Distraction Osteogenesis (DO) is a surgical technique used to reconstruct bone defects. The evolution of forces acting during DO is known to be strongly influencing the clinical issue of the treatment. The aim of this study was to determine experimentally the timedependent forces imposed on bone regenerate by a distraction device in the case of a mandibular DO consecutive to a gunshot wound. To evaluate the bone transport forces, some fixing pins of the distraction device were equipped with strain gauges. Measurements were done during the first weeks of the treatment. An equilibrium analysis was achieved to determine the forces acting in bone regenerate from strains in the pins. Those quantities evolved during the records approximately from 5 N to 3–4 N and 2 N to 0–0.3 N for the tension and shear forces, respectively, depending on the record duration. For the longest record, the callus lengthening reached 0.17 mm during 75 minutes. This decrease of force and simultaneous callus extension can be attributed to the viscosity of regenerate and the elastic energy release of the device. Essential data were obtained concerning forces, extension and their evolution during mandibular DO. The low force level obtained was attributed to the absence of resistance of the soft tissues in the case of ballistic trauma restoration.

19

Numerical analysis of displacements of mandible bone parts using various elements for fixation of subcondylar fractures

Kromka-Szydek M., Jędrusik-Pawłowska M., Milewski G., Lekston Z., Cieślik T., Drugacz J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2010

|

Vol. 12, no. 1

11-18

EN

The paper presents an analysis of the distribution of dislocations in the case of fixation of a mandible low subcondylar fracture. Three types of elements have been used for fixation: NiTi shape-memory staples, miniaturized titanium plates and the Synthes compression plate, also called the Synthes zygomatic plate. The analysis was conducted using the finite element method. The degree of the mobility of the fractures was analysed as well as the tendency towards their separation on the basis of value analysis and the distribution of dislocation areas. The results obtained allowed a preliminary assessment of predicted healing effects and the possibility of being able to predict developing complications after osteosynthesis with the use of the elements analysed.

20

Application of holographic interferometry and speckle photography in the evaluation of mandible stabilization techniques

Jankowski L. J., Nowak R., Stróżyk P.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2010

|

Vol. 12, no. 3

67-73

EN

Application of the holographic interferometry and speckle photography in the primary stability determination of a mandible undergoing the bilateral sagittal split osteotomy (BSSO) is described. Measurements were carried out on Synbone models of human mandibles representing three different techniques of stabilisation. The maximum value criterion of the cut edge displacement components was used for the evaluation of the devices applied (miniplates and bicortical screws). A hybrid technique (miniplate with bicortical screw) of the mandible stabilisation is proposed.