Harmonogram výuky
- Úvod do biomechaniky a biomateriálového inženýrství. Interdisciplinární kooperace a společenský význam biomechaniky a biomateriálového inženýrství pro klinické aplikace.
- Základy anatomie a histologie tuhých tkání: kortikalis dlouhých kostí, spongiózní kost, subchondrální kost, artikulární chrupavka velkých kloubů.
- Přehled používaných biokompatibilních a bioinertních materiálů v kloubní a zubní protetice, způsoby léčení tuhých tkání a aplikace náhrad. Odezvy tkání na aplikace cizorodých těles.
- Funkční adaptace kostí (remodelace a modelace kostí), princip osteoporotických procesů (řídnutí a houstnutí kostní tkáně).
- Mechanické vlastnosti vybraných tkání. Tkáně jako elastický, viskózní a viskoelastický materiál. Nenewtonovské kapaliny v živých systémech. Numerické modelování tuhých tkání a umělých náhrad lidského skeletu.
- Silové účinky ve velkých kloubech při chůzi, běhu a sedání. Kinetika a dynamika pohybu.
- Biomechanika umělých náhrad velkých kloubů (totální/cervikokapitální kyčelní endoprotézy).
- Prolongace dlouhých kostí. Statická a dynamická prolongace. Modelace nové kortikalis. Význam kmenových buněk při osteogenezi. Lokální remodelace kortikalis mezi kostními fragmenty při prolongaci diafýz u dětí.
- Kloubní chrupavka, její základní funkce a způsoby možných náhrad a revizí. Aplikace růstových hormónů. Řízení osteogeneze a chondrogeneze.
- Mechanické modelování a analýza účinků vnějšího zatížení na částí lidského skeletu.
- Forenzní biomechanika. Uplatnění biomechaniky v kriminalistice a sportu.
- Biomechanika vlivu ortéz, valgosita a varosita u dětí, chondrodisplázie, deformity páteře a jejich léčení ortézami.
- Vybraná přednáška odborníka z praxe. Zápočty.
Sylabus
- Rozsah: 1+1
- Zakončení: zápočet
- Garant: Ing. Aleš Jíra, Ph.D.
- Katedra: K132 - katedra mechaniky
- Typ: volitelný
- Pro koho je určen: magisterské a bakalářeské studijní programi SI a A (obory zejména C, K, M, A)
Anotace předmětu: Funkce, vlastnosti, struktura a tvar některých živých systémů - jejich inženýrské analogie. Biomateriály, biokompatibilita, kinetika a dynamika pohybu. Silové účinky ve velkých kloubech při chůzi, běhu a sedání. Funkční náhrady lidského skeletu, jejich interakce se živým prostředím. Řešení napjatosti v umělých náhradách a ve tkáních před/po implantaci a prolongaci kostí. Biomechanika svalově-kosterního systému člověka, forenzní biomechanika a biomechanika sportu.