Analysis of the mechanical properties of the eye orbital wall and the numerical nonlinear dynamic analysis of the orbital blow-out trauma type verified by clinical observations

Celem projektu jest podniesienie istniejącego stanu wiedzy podstawowej na temat właściwości kości czaszki ludzkiej w okolicy oczodołu oraz poznanie przyczyn uszkodzeń tych kości w wyniku urazów. Cel ten zostanie zrealizowany przez przeprowadzenie kompleksowej analizy zachowania oczodołu oraz przylegających do niego innych kości ludzkiej twarzoczaszki po urazie tej okolicy. Analiza ma obejmować zarówno wytrzymałościowe próby laboratoryjne zakończone identyfikacją parametrów fizycznych kości budujących ściany oczodołu, jak również numeryczną analizę urazów tej okolicy. Celami dodatkowymi są również: określenie właściwości mechanicznych kości okolic oczodołu, numeryczne ustalenie najbardziej niebezpiecznych schematów urazów kości oczodołu oraz ustalenie rozmieszczenia potencjalnych uszkodzeń w zależności od kierunku i wielkości działania siły. Wykonane zostaną laboratoryjne mechaniczne badania kości oczodołu pozyskanych ze zwłok ludzkich. Przeprowadzona zostanie identyfikacja parametrów fizycznych kości budujących ściany oczodołu metodą najmniejszych kwadratów. Określony zostanie model konstytutywny kości tego obszaru. Zbudowane będą modele skończenie elementowe czaszki. Przeprowadzona będzie nieliniowa analiza dynamiczna założonych typów obciążeń impulsowych. Określone zostaną na jej podstawie najbardziej niebezpieczne schematy obciążeń oraz obszary uszkodzeń. Dzięki planowanym badaniom spodziewane jest wyjaśnienie wielu hipotez dotyczących urazów oczodołu między innymi: lokalizacji złamań, wielkości sił potrzebnych do ich wywołania w obrębie poszczególnych jego ścian, odpowiedź na pytanie: dlaczego większość złamań ściany dolnej ma kształt elipsy, czy określenie przyczyn obecności powietrza we wnętrzu oczodołu po niektórych urazach. Uzyskane wyniki mogą w przyszłości posłużyć zarówno do budowy zabezpieczeń ochronnych oka, jak i do stworzenia indywidualnych „wzorców” zniszczeń w obrębie oczodołu, na podstawie których będzie możliwe określenie kierunku i wielkości działania siły w oparciu o badania kliniczne i radiologiczne chorych po takich urazach.

Details

Financial Program Name:: OPUS
Organization:: Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
Agreement:: UMO-2016/23/B/ST8/00115 z dnia 2017-07-26
Realisation period:: 2017-07-26 - 2022-07-25
Project manager:: prof. dr hab. inż. Paweł Kłosowski
Realised in:: Structural Mechanics Department
Project's value:: 641 200.00 PLN
Request type:: National Research Programmes
Domestic:: Domestic project
Verified by:: Gdańsk University of Technology

Papers associated with that project

results on page:
year:
- selected sort by year newest first
- sort by year oldest first
title:
- selected sort by title A-Z
- sort by title Z-A
citation:
- sort by citation descending
- sort by citation ascending

Filters

total: 4

Year 2021

Tensile modulus of human orbital wall bones cut in sagittal and coronal planes
Publication
- K. Żerdzicki
- P. Lemski
- P. Kłosowski
- A. Skorek
- M. A. Zmuda Trzebiatowski (formerly: M. Zmuda Trzebiatowski)
- M. Koberda
- PLOS ONE - Year 2021
In the current research, 68 specimens of orbital superior and/or medial walls taken from 33 human cadavers (12 females, 21 males) were subjected to uniaxial tension untill fracture. The samples were cut in the coronal (38 specimens) and sagittal (30 specimens) planes of the orbital wall. Apparent density (ρapp), tensile Young’s modulus (E-modulus) and ultimate tensile strength (UTS) were identified. Innovative test protocols were...

Full text available to download

Year 2020

Nonlinear dynamic analysis of the pure “buckling” mechanism during blow-out trauma of the human orbit
Publication
- M. A. Zmuda Trzebiatowski (formerly: M. Zmuda Trzebiatowski)
- P. Kłosowski
- A. Skorek
- K. Żerdzicki
- P. Lemski
- M. Koberda
- Scientific Reports - Year 2020
Considering the interplay between orbital bones and intraorbital soft tissues, commonly accepted patterns of the blow-out type of trauma within the human orbit require more thorough investigation to assess the minimal health-threatening impact value. Two different three-dimensional finite element method (FEM) models of the human orbital region were developed to simulate the pure “buckling” mechanism of orbital wall fracture in...

Full text available to download
Orbital blowout trauma occurring at the workplace – clinical, biomechanical and legal aspects
Publication
- A. Skorek
- P. Kłosowski
- K. Żerdzicki
- P. Skorek
- P. Lemski
- M. A. Zmuda Trzebiatowski (formerly: M. Zmuda Trzebiatowski)
- Journal of Pre-Clinical and Clinical Research - Year 2020
Introduction and objective: Craniofacial injury at the workplace may lead to orbital blowout fractures. The aim of the study is the development of own numerical model of the eye orbit, assessment of the damage zones, and comparing them with clinical examinations. In addition, the current legal status of patients after injuries is presented Material and methods: In laboratory tests performed on bones collected from the upper and...

Full text available to download
Sophistication assessment of existing FEM models of orbital blowout trauma: Is models valuation justified?
Publication
- M. A. Zmuda Trzebiatowski (formerly: M. Zmuda Trzebiatowski)
- A. Skorek
- Journal of Stomatology Oral and Maxillofacial Surgery - Year 2020
After a thorough study of the work entitled “Development and validation of an optimized finite element model of the human orbit”, some doubts aroused concerning the sophistication assessment of the existing finite element method (FEM) models of orbital blow-out. Although the work was unquestionably innovative, and the results were not only fascinating but also invaluable, the authors stated that their model was the most sophisticated...

Full text to download in external service

seen 817 times