Projektowanie i rozwój wyrobów medycznych

 

Klaster posiada zaawansowane kompetencje w zakresie projektowania wyrobów medycznych, w tym implantów, protez, urządzeń rehabilitacyjnych oraz narzędzi chirurgicznych. Proces projektowy obejmuje podejście zorientowane na użytkownika (human-centered design), uwzględniające zarówno aspekty funkcjonalne, biomechaniczne, jak i ergonomiczne.

 

Realizowane są projekty wyrobów spersonalizowanych (patient-specific), bazujących na danych obrazowych pacjenta oraz modelach anatomicznych.

 

 

Biomechanika i analiza układów biologicznych

 

Kompetencje obejmują badania biomechaniczne układu ruchu człowieka, analizę obciążeń oraz modelowanie funkcjonowania stawów, tkanek i struktur biologicznych.

 

Wykorzystywane są metody eksperymentalne (np. motion capture, stanowiska badawcze) oraz numeryczne, co umożliwia kompleksową analizę interakcji pomiędzy urządzeniami medycznymi a organizmem człowieka.

 

 

Symulacje komputerowe i modelowanie numeryczne (MES/FEM)

 

Klaster dysponuje kompetencjami w zakresie zaawansowanych analiz numerycznych, w tym symulacji metodą elementów skończonych (MES/FEM), symulacji wielofizycznych oraz modelowania struktur biologicznych i materiałowych.

 

Obszar ten wspiera proces projektowania poprzez: 

• przewidywanie zachowania konstrukcji,
• optymalizację parametrów,
• analizę bezpieczeństwa i trwałości wyrobów medycznych. 

 

Inżynieria materiałowa i biomateriały

 

Kompetencje obejmują opracowywanie, modyfikację i charakterystykę biomateriałów, w tym materiałów biokompatybilnych, bioresorbowalnych oraz bioinspirowanych.

 

Prowadzone są badania nad właściwościami mechanicznymi, fizykochemicznymi i strukturalnymi materiałów oraz ich zastosowaniem w implantologii, inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej.

 

 

Technologie wytwarzania i przetwórstwa biomateriałów 

 

Klaster posiada kompetencje w zakresie technologii przetwarzania materiałów, w tym: 

• technologii przyrostowych (druk 3D),
• przetwórstwa polimerów (wtrysk, mikrowtrysk, wytłaczanie), 

Obszar ten obejmuje również rozwój prototypów wyrobów biomedycznych oraz skalowanie technologii.

 

 

Badania wytrzymałościowe i walidacja wyrobów

 

Kompetencje obejmują prowadzenie badań mechanicznych materiałów, implantów oraz tkanek biologicznych, zarówno w warunkach statycznych, jak i dynamicznych.

 

Zakres obejmuje: 

• badania wytrzymałościowe i zmęczeniowe,
• analizę trwałości i bezpieczeństwa,
• wsparcie procesów certyfikacji i walidacji wyrobów medycznych.

  

Ergonomia i czynnik ludzki

 

Klaster rozwija kompetencje w zakresie analizy interakcji człowiek–technologia/obiekt techniczny, obejmujące ergonomię fizyczną, poznawczą i organizacyjną.

 

Prowadzone są badania dotyczące: 

• obciążeń biomechanicznych i psychicznych,
• ergonomii stanowisk pracy i urządzeń,
• projektowania produktów dostosowanych do użytkownika,
• systemów wspomagających osoby starsze i z niepełnosprawnościami. 

 

Sztuczna inteligencja i analiza danych biomedycznych

 

Kompetencje obejmują rozwój algorytmów AI oraz systemów analizy danych medycznych, w tym: 

• przetwarzania obrazów medycznych,
• segmentacji i rekonstrukcji modeli 3D,
• analizy dużych zbiorów danych (big data),
• systemów wspomagania decyzji klinicznych.

 

Technologie cyfrowe w medycynie (Digital Health, VR/AR)

 

Klaster rozwija rozwiązania w zakresie cyfrowej medycyny, obejmujące: 

• rzeczywistość wirtualną i rozszerzoną (VR/AR),
• cyfrowe bliźniaki (digital twins),
• systemy telemedyczne,
• narzędzia wspierające diagnostykę, terapię i szkolenia. 

 

Charakter interdyscyplinarny

 

Kompetencje Klastra Doskonałości Inżynierii Biomedycznej obejmują pełne spektrum działań w dyscyplinie inżynierii biomedycznej – od badań podstawowych, przez projektowanie i symulacje, aż po testowanie i wdrożenia technologii medycznych.
Mają one charakter silnie interdyscyplinarny i integrują: 

• inżynierię mechaniczną i materiałową
• informatykę i sztuczną inteligencję
• inżynierię produkcji
• nauki o zdrowiu i współpracę kliniczną 

Dzięki temu możliwe jest tworzenie kompleksowych rozwiązań odpowiadających na realne potrzeby sektora medycznego i przemysłowego.