V Laboratoři mechanických zkoušek na odboru biomechaniky se provádějí experimenty zaměřené na zjišťování mechanických vlastností biologických a biomateriálových struktur, které jsou klíčové pro návrh a optimalizaci zdravotnických prostředků a implantátů. Výzkum zde zahrnuje testování materiálů jako jsou kosti, chrupavky, šlachy, svaly, ale také technické materiály používané v medicíně. Hlavním cílem je pochopit, jak se tyto materiály chovají pod různými zatíženími, jako je tlak, tah, ohyb nebo torze.

Laboratoř je vybavena moderními zařízeními pro provádění mechanických zkoušek, například testovacím strojem MTS Mini Bionix a senzory pro přesné měření sil a deformací. Mezi nejčastější experimenty patří zkoušky pevnosti a únosnosti zdravotnických prostředků, které jsou zásadní pro určení jejich schopnosti odolávat zátěži a opotřebení v lidském těle. Kromě toho se zde provádějí simulace dlouhodobého zatížení (únava materiálu), které pomáhají předpovědět životnost implantátů a dalších zdravotnických pomůcek. Výsledky těchto testů jsou využívány při vývoji implantátů, jako jsou kloubní náhrady nebo traumatologické implantáty, a při optimalizaci biomateriálů, které se v těle musí chovat podobně jako přirozené tkáně. 

Laboratoř mechanických zkoušek tak přispívá k pokroku v biomechanice a medicínském inženýrství tím, že poskytuje klíčová data pro bezpečný a efektivní vývoj inovativních zdravotnických prostředků a technologií.

LMZ je zkušební laboratoř č. 1379 akreditovaná ČAI podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2018 (Osvědčení o akreditaci). Pravidelná kontrola dodržování akreditačních kritérií ze strany ČIA vede k neustálému rozvoji systému řízení kvality, zvyšuje kvalitu služeb, zvyšuje kvalifikaci pracovníků a přispívá k lepšímu technickému zajištění laboratoře. LMZ je jedinou akreditovanou laboratoří v ČR pro mechanické zkoušení a průzkum biokeramických materiálů pro výrobu chirurgických implantátů (Příloha k Osvědčení o akreditaci).

Vyvíjíme nové vstřebatelné kostní lepidlo ve formě injektovatelné pasty určené pro léčbu tříštivých zlomenin. Cílem je, aby se kostní fragmenty spojily jako puzzle a ve spojení s vnitřní fixací umožnily rychlé zatížení poraněné kosti bez trvalých následků.

Lepidlo tuhne přímo v těle, fixuje zlomeninu, postupně se vstřebává a uvolňuje hydroxyapatit, který podporuje přirozené hojení. Na konci procesu je lepidlo zcela nahrazeno novou kostí a pacient se může ihned věnovat rehabilitaci.

Cílem projektu je vývoj nové injektovatelné a resorbovatelné kostní náhrady, která zároveň uvolňuje antimikrobiální látky k prevenci a léčbě infekcí. Zaměřujeme se na enzymy účinné proti rezistentním bakteriím, zejména Staphylococcus aureus, a jejich srovnání s klasickými antibiotiky.

Náhrada díky své injektabilitě přesně vyplní nepravidelné defekty, podporuje růst nové kosti a brání infekci pomocí cíleného uvolňování antibakteriálních složek. Je vyvíjena jako kompozitní pasta na bázi fosforečnanu vápenatého, biopolymerů a termocitlivého kopolymeru s unikátními mechanickými vlastnostmi po vytvrzení v těle. 

Vlastnosti materiálu testujeme in vitro, ex vivo i na zvířecích modelech, včetně infikovaných kostních defektů.

Vyvíjíme nové nanovlákenné chirurgické nitě s cílem zlepšit jejich mechanické a biologické vlastnosti. Díky naší originální metodě kontinuálního elektrického zvlákňování jsme schopni vytvářet nanovlákenné příze vhodné pro klinické využití.

Projekt se zaměřuje na funkcionalizaci a testování těchto nití – jejich pevnost, biologickou kompatibilitu i možnosti využití ve zdravotnictví. Nanovlákenné textilie mohou přinést podobnou revoluci jako 2D nanovlákenné vrstvy, které již změnily mnohé oblasti medicíny.

Cílem projektu je využití slitiny NiTi pro moderní osteosyntézu, tedy spojování kostních fragmentů při zlomeninách. NiTi má Youngův modul podobný lidské kosti, což zajišťuje optimální přenos mechanických sil a podporuje přirozené hojení zlomenin (sekundární hojení s tvorbou svalku).

Na rozdíl od běžných kovových implantátů s vysokou tuhostí nabízí NiTi také unikátní vlastnosti – tvarovou paměť a superelasticitu, díky kterým může lépe reagovat na pohyby kosti a urychlit regeneraci.

Vyvíjíme nové stabilizační systémy pro intramedulární osteosyntézu, které zvyšují účinnost léčby zlomenin pomocí vnitřní fixace. Projekt má vysoký společenský dopad – zlepšuje nejen zdravotní péči, ale i sociální a ekonomickou kvalitu života.

Cílem je vývoj unikátní řady traumatologických implantátů s potenciálem pro klinické využití i komercializaci, a zároveň významným přínosem pro vědeckou komunitu.

Cílem projektu je vývoj inovativních biodegradabilních kovových materiálů pro rekonstrukci kostí. Biodegradabilní materiál umožní postupný rozpad implantátu a jeho nahrazení novou kostní tkání. Zapojení moderních technologií jako je 3D tisk a AI otevře prostor pro tvorbu tvarově i materiálově individualizovaných náhrad.

Zdroje

https://doi.org/10.1016/j.mser.2014.01.001 

https://link.springer.com/article/10.1134/S102995992302008X/figures/3