Přejít k obsahu

Modelování heterogenních materiálů a biomechanických struktur

Zabýváme se vývojem komplexních tkáňových modelů biologických tkání pomocí víceškálového popisu fyzikálních interakcí na několika úrovních dle uspořádání jejich heterogenní struktury. Takové modely umožňují popis makroskopicky pozorovaných jevů se zohledněním multifyzikálních interakcí a geometrického uspořádání mikrostruktury tkání. Tato koncepce je předpokladem pro základní výzkum v oblasti fyziologických procesů v tkáních, neboť umožňuje simulovat ovlivnění biomechanických a fyziologických procesů změnou některých parametrů.

Cílem je vyvinutí podpůrných prostředků a počítačových modelů pro vývoj biomateriálů ale i materiálů pro jiné inženýrské aplikace, avšak inspirovaných funkčním uspořádáním biologických tkání. Tkáňové modely budou uplatněny pro komplexní simulace orgánů, zejména jaterního a cerebrálního parenchymu z hlediska modelování krevní perfúze a souvisejících fyziologických procesů.

V oblasti biomechaniky kardiovaskulárního systému jsou vytvářeny modely patologicky poškozených cév, bypassů a aneurysmat. 

Nedílnou součástí tvorby, kalibrace a validace modelů je zpracování rozsáhlých souborů dat z perfuzních CT vyšetření v klinických podmínkách nebo dat pocházejících z obrazové analýzy a stereologie tkáňových vzorků. Pro tuto potřebu byla na pracovišti NTIS vybudována laboratoř mikroskopie a stereologie, která je zaměřena na kvantitativní analýzu mikroskopických vzorků s cílem charakterizovat cévní řečiště orgánů, zejména jater a mozku. 

Samostanou částí projektu je modelování nestabilních poranění zadního pánevního segmentu při normálních nebo patologických stavech kostní struktury. Cílem modelování jsou studie vedoucí k vytvoření metodických postupů pro použití kostního cementu na zvýšení tuhosti fixace v osteoporotické kosti.

Patička