项目
跟腱修复
我们正在与行业合作伙伴OrthoCell合作开发工具，通过实时训练，在临床环境中针对跟腱拉伤，实现局部跟腱修复。
肌肉骨骼组织如肌腱对其机械环境很敏感，过度和不足的负荷都会导致组织强度的降低。肌腱对机械应变特别敏感，肌腱应变的最佳范围较窄，可产生积极的肌腱适应。
我们的技术集成在一个框架中，在动态运动任务中提供局部跟腱应变的实时反馈。目前，跟腱局部应变在行走、单腿跳和偏心跟落时都是实时计算的。为此，我们结合了3D肌腱成像、动作捕捉、可穿戴传感器、个性化神经肌肉骨骼刚体模型和有限元模型。
我们的框架跨越大小尺度，连接了来自孤立肌腱和全身生物力学的知识，为跟腱康复和训练提供了一种新的方法。一个关键特征是模型组件的个性化，如肌腱几何形状、材料特性、肌肉几何形状、肌肉-肌腱路径、力矩臂、肌肉激活和运动模式。由于个体间的差异，这些组成部分在进行相同运动的个体之间存在很大差异，并可能影响对其跟腱劳损的估计。
团队领导:David Lloyd教授，Rod Barrett教授，Claudio Pizzolato博士
跟腱实时拉伤
我们的框架连接了孤立肌腱和全身生物力学的知识，为跟腱康复和训练提供了一种新的方法。
BIOSPINE
大量的科学证据已经证明，人类神经系统可以自我重组，在脊髓损伤(SCI)的个体中恢复失去的运动和感觉功能。然而，目前没有一种康复疗法能给运动和感觉系统提供足够的刺激，使其重新连接。BioSpine是一种新颖的神经修复技术，它将通过与单个患者的数字孪生体集成来组装和控制现有的商用康复设备。
我们的技术在恢复脊柱中中断的运动和感觉连接方面具有无与伦比的潜力，有可能使脊髓损伤患者在没有辅助设备的情况下恢复自由活动。BioSpine将康复计、功能性电刺激、脑电图阅读器和可穿戴生物传感器连接起来，创造了一种新型智能康复设备。患者神经肌肉骨骼系统的数字双胞胎及其与康复设备的交互作用被用来创建一个最佳的，个性化的肌肉刺激模式序列。这样就不需要治疗师的人工干预了。
数字双胞胎被用来合成来自中断的脊柱连接的信号，并通过先进的扩展现实将其重定向到完整的感觉区域。该系统最初将把大脑和肌肉之间的所有信号连接起来。然而，强化和定期的康复将使神经逐步恢复和逐渐恢复患者下肢失去的运动和感觉功能。
BioSpine还允许患者参与康复过程，通过脑电图阅读器头戴器使用他们的思想来控制康复项目的强度，增加了改善许多脊髓损伤患者生活质量的潜力。
BioSpine团队由格里菲斯大学、悉尼大学、坎特伯雷大学的研究人员组成，并吸引了世界领先beplay体育手机版app的美国机构斯伯丁康复医院和哈佛大学的关键合作伙伴关系。位于黄金海岸的实验室配备了一系列正在使用和正在开发的技术，这些技术将被整合到以患者为中心的设计中。它们包括BCI耳机(DSI 7可穿戴传感和OpenBCI)， Hasomed RehaStim2 FES，系统架构ROS，能量计和带有触觉反馈的生物传感器。我们的技术将用于改造和更新现有的商用设备。
团队领导:Claudio Pizzolato博士、Dinesh Palipana博士、Surendran Sabapathy博士、Chris Carty博士、Sam Canning博士、David Lloyd教授、Rod Barrett教授、Laura Diamond博士、Kelly Clanchy博士、David Saxby博士、Che Fornusek博士(syd大学)、Yang D. Teng教授(哈佛大学)、Nicholas Emerson博士(UCNZ大学)
数字双胞胎被用来合成来自中断的脊柱连接的信号，并通过先进的扩展现实将其重定向到完整的感觉区域。
心脏和血管修复术
我们的修复术研究探索了心脏瓣膜和人工心脏。我们专门设计、开发和测试心脏和血管假体，包括旋转血泵(用于全人工心脏和心室辅助应用)，充血轴承，心脏瓣膜，球囊泵和导管。
我们检查分子生物学，生理学和生物物理学的相互作用之间的机械刺激从流体流动和血液细胞的生化反应。特别是，我们正在探索不同程度的血细胞损伤，这使我们对它们在不同血流速率产生的机械力下的生存能力有了新的认识。
此外，我们还开发了一个模拟人类心血管系统功能的物理试验台，或称双胞胎，并配备了我们自己的先进仪器。该系统用于检测不同心脏和血管假体的血细胞功能。有了这些知识和测试设备，我们正在与工业界合作，设计和测试下一代心脏瓣膜和人工心脏。
我们获得的独特的血流动力学见解(见上面的项目)使我们能够更好地建模和预测心血管假体在硅内和物理模型中的表现。我们的建模能力扩展到:i.用于评估压力、流量等的传统(脉动或稳态流)模拟循环;2充血(脉动或稳定流动)模拟循环，用于评估血栓形成、溶血和其他血液损伤标志物;3PIV(粒子图像测速)用于评估流动模式(例如，在泵、套管和脑室内);iv. CFD(计算流体动力学- Navier Stokes或Lattice Boltzmann方法);五、虚拟解剖拟合和建模(医学层析成像的分割和CAD建模)。
在目前的一个项目中，我们正在分析用于急性和慢性心脏支持的心室内球囊泵的可行性，使用PIV分析二尖瓣的流动动力学和充满血液的模拟循环，以确保血液相容性。
团队领导:Geoff Tansley教授，Michael Simmonds博士，Antony McNamee博士
红细胞和微量移液管
我们正在与工业界合作，设计和测试下一代心脏瓣膜和人工心脏。
数字的运动员
我们正在从个性化的人类数字双胞胎平台开发数字运动员(TDA)，这是我们研究用于运动训练和康复的先进设备的一部分。
TDA利用我们集成各种个性化神经肌肉骨骼模型的能力，为计算体内任何肌肉骨骼组织的动作和负荷提供了一种无创解决方案，而不是猜测训练、预适应或康复计划是否适当地捕捉肌肉骨骼组织的动作和负荷。
该项目旨在结合个人肌肉骨骼建模和多模态成像的最新发展，以捕捉高性能运动员的独特形式和功能。 TDA将结合内部和外部身体扫描，运动捕捉和潜在的主题特定的生物力学模型，实时预测内部组织生物力学。然后将这些数据结合起来，创建一个与大预算电影行业的动画质量一致的运动员个体的高保真模型。
长期计划是与相关合作伙伴和行业合作者合作，开发TDA，以大规模支持澳大利亚的精英体育。
这项技术将以前所未有的方式识别与组织相关的运动缺陷的根本原因，如跟腱和前交叉韧带，并将探索不同干预对运动员表现的影响。作为体育科学的一个重大进步，TDA可以在更长的时间内扩展到对运动员表现进行计算模拟，以回答“如果”的问题，如“更强的腿部力量会如何影响划船时的力量输出?”
数字运动员是格里菲斯大学、澳大利亚体育学院、昆士兰体育学院和昆士兰的产业合作伙伴，包括Myriad Studios和VALD Perbeplay体育手机版appformance之间的合作研究成果。
团队领导:Gavin Lenton博士(VALD)， Matt Bourne博士，A/ Clare Minhan教授，David Saxby博士，Rod Barrett教授，David Lloyd教授
骨造型
身体类型
数字运动员将为教练和临床医生提供强有力的工具，以支持他们的决策。
血液动力学
当血液通过心血管假体时，由于人工材料和/或极端物理力的影响，细胞和蛋白质可能会受到损伤。红细胞可能破裂，血小板可能被激活，而重要的凝血蛋白(如冯·维勒布兰德因子)已知会遭受物理破坏。
我们研究的重点是剪切对血液损伤的微妙影响——在红细胞溶血之前，它的膜变硬，改变了它通过微循环小毛细血管的能力，实际上也改变了它在大动脉中的动力学。这种改变可能导致局部缺血，并导致组织损伤。
机械生物学研究实验室配备了独特的设备来评估这些影响，汇集了生物流变学、生物化学、生物物理学、工程学和流体动力学的能力。我们有能力将血液暴露在紧密滴定的剪切应力剂量下——在整体或单个细胞尺度上——以测量生物物理、生化和流变学变化，并对这些变化进行计算建模。我们的实验室能力包括全血分析、微操作和可视化、设备设计、咨询和测试、计算建模和物理建模。我们的心室辅助系统和方法正在申请专利，PCT/AU/2019/05119。
在目前的一个项目中，我们将单个红细胞暴露在已知数量的剪切下，并在显微镜下分析毛细血管流动中健康和受损红细胞轨迹的差异。这些轨迹也用计算流体动力学的点阵玻尔兹曼方法和浸没边界方法建模。
团队领导:Michael Simmonds博士，Antony McNamee博士，Geoff Tansley教授，John Fraser教授
我们的研究深入研究血细胞与医疗设备和植入物的相互作用
我们有能力将血液暴露在紧密滴定的剪切应力剂量下——在整体或单个细胞尺度上——以测量生物物理、生化和流变学变化，并对这些变化进行计算建模。
IN-SILICO医学
硅内矫形手术和植入物为促进诸如儿童复杂矫形手术等医疗保健领域的发展提供了巨大的希望。我们现在设计和创造获奖的技术，包括硅内手术和植入物设计，以及3D打印外科切割指南的个别儿科患者。
我们的个性化数字患者项目第一次让昆士兰整形外科医生能够在3D打印切割指南的帮助下对儿童患者进行手术，3D打印切割指南是在昆士兰为昆士兰儿童设计和打印的。该项目为模拟信息整形外科的安全性和有效性提供了证据，研究范围包括数字患者创建、虚拟手术模拟、质量控制建议以及清洁和消毒验证。
我们的团队在黄金海岸校区使用ADaPT的专业知识，并与昆士兰儿童医院和两家医疗设备公司合作，骨科和外科专业。我们最近一起引入了计算机模拟，在为儿科患者进行手术前，在数字环境中执行和评估手术。最近，昆士兰儿童医院的外科医生成功地进行了8次手术。与传统手术计划徒手进行的类似手术相比，显示出减少了平均辐射剂量和时间，并缩短了手术时间。
我们的技术将使临床设施摆脱过时的运动分析方法，并使昆士兰在这一临床研究领域处于全国和国际领先地位。它将创造本地设计和制造的机会，定制手术指南和虚拟手术工作流程的医疗实施，以促进昆士兰骨畸形儿童更好的手术计划和结果。
团队领导:A/ Chris Carty教授、Martina Barzan博士、David Bade博士、David Lloyd教授
硅片内手术截骨工作流程
我们的内硅技术将使昆士兰成为这个临床矫形研究领域的国家和国际领导者。
运动损伤预防
ACL力计算器
在博士生Azadeh Nasseri的带领下，我们的团队与墨尔本大学的同事合作，开发了第一个经过验证的ACL加载现象学模型(ACL强制计算器:Patent PCT/AU2019/051129)。
该模型开发和优化训练方法，以预防和帮助恢复与前交叉韧带(ACL)有关的运动损伤。我们使用计算模型来探索在女性成熟过程中ACL力的差异，并研究鞋子是否以及如何改变ACL力。该模型将能够在未来的培训应用中实时运行。
我们的研究利用卫生科学与社会工作学院的计算能力，制定和测试ACL加载的数学模型。
团队领导:A/ Chris Vertullo教授，David Saxby博士，David Lloyd教授
ACL加载前视图
预防和管理前交叉韧带损伤
与VALD Performance公司合作，我们正在开发一种新的现场测试，用于评估动态任务中ACL损伤的风险。一旦该装置的可靠性和有效性建立起来，我们的团队计划使用它来识别有前交叉韧带损伤风险的运动员，然后检查针对这些生物力学风险因素的纵向干预方案的效果。在与Arthrex的合作中，我们也在研究肌腱供体再生的PRP方法，用于ACL重建手术的移植。这些项目利用了我们的“数字运动员”并行技术。
我们开发了第一个专利的前交叉韧带载荷现象学模型。
肌腱损伤预防
我们正在领导一个纵向项目，由昆士兰体育学院资助，并得到澳大利亚田径协会的支持，以最大限度地提高跑步运动员的成绩和减少受伤风险，重点关注腿筋。
本研究旨在探讨针对性训练对a)短跑成绩和腰骨盆运动学的影响;B)腿筋的激活和肌内协调;C)膝关节屈曲强度和疲劳性;d)腿筋肌结构，腱膜几何形状，臀部和大腿肌肉体积。
这项工作将显著提高我们对不同训练干预对短跑成绩的影响和已知的腿筋损伤风险因素的理解。预计它将使教练和物理治疗师在运动准备和伤害预防计划中对运动选择做出更明智的决定，从而减少受伤和提高QAS运动员的成绩。
我们汇集了格里菲斯大学和昆士兰科技大学的多学科研究团队，他们在先进成像、损伤预防、生理学和生物力学方面具有专业知识。beplay体育手机版app
团队领导:马修·伯恩博士，史蒂文·杜希格博士，加文·兰顿博士，菲尔·贝林格博士
预防女运动员下肢损伤
在有史以来规模最大的同类研究中，我们正在领导一系列研究，旨在了解下肢损伤的风险因素，优化女性团队运动的损伤预防方案。
在澳大利亚运动医学和VALD Performance的支持下，我们目前正在进行一项由博士候选人Tyler Collings领导的大规模前瞻性研究，以探索在职业AFL女子和w联赛(涉及>350名优秀女运动员)中下肢力量、表现和随后受伤之间的关系。
确定下肢损伤的危险因素是设计有效的损伤预防和康复策略的第一步。然而，尽管对男足进行了大量的研究，但几乎没有关于女足下肢损伤风险因素的数据。此外，没有关于不同年龄的女足球运动员下肢力量值的数据，也没有任何数据探索力量是如何由于之前的受伤而改变的。该研究旨在填补这些空白，并为团队医疗和S&C人员提供一个证据基础，以制定策略来降低未来受伤的风险。
我们的研究团队已经走遍了澳大利亚进行测试，我们使用了格里菲斯的运动科学设备套件，包括NordBord, ForceFrame, forcedeck和HumanTrak。
团队领导:马修·伯恩博士，劳拉·戴蒙德博士，罗德·巴雷特教授
腕关节植入物
我们正在开发新的3D打印和组织工程技术，用于手术修复手腕骨折的舟月骨间韧带(连接舟状骨和月骨的韧带，通常在跌倒时断裂)。
被称为slill再生项目，我们正在开发一个合成结构，由我们的团队设计和制造，以适应个人和承受生理条件。替换过程中还伴随着个性化的解剖模型，用于外科医生/患者的教育，以及定制的手术器械，以帮助安装在体内。使用OrthoCell公司的专利技术(Ortho-ATI和Cellgro)将成熟的肌腱细胞植入替代物中，这样当替代物降解时，新的生物组织就会取代它。该项目展示了我们在数字设计、计算建模、医疗成像、机器人测试、先进3D打印和再生医学方面的能力。
这些植入物的设计采用了手腕和前臂的肌肉骨骼生物力学的个性化数字双胞胎，这使我们能够测试3D解剖适合度，并对最终设计进行功能评估。此外，我们设计了手术程序 在网上植入工程结构，以及3D打印解剖模型来测试设计和手术程序。
我们在这个项目中使用了格里菲斯大学的广泛设施，包括ADaPbeplay体育手机版appT的数字设计和3D打印，GCORE的机器人和尸体测试设施。我们还使用昆士兰大学的3D打印和医疗成像 设施。此外，西澳大利亚大学的生物测试设施被用于支持该项目的再生医学部分。
我们的多机构团队使用黄金海岸校区的高级设计和原型技术研究所(ADaPT)的专业知识，并代表与黄金海岸大学医院、昆士兰大学、西澳大利亚大学和行业合作伙伴OrthoCell的合作。
团队领导: David Lloyd教授、Randy Bindra教授、David Saxby博士、Laura Diamond博士、Geoff Tansley博士、Cedryck Vaquette博士、郑明浩教授
个性化的肌肉骨骼模型驱动机器人手臂的3D运动
slill项目的初步结果表明，我们的工程结构可以承受生理负荷，具有生物相容性，并且是用于骨整合和韧带形成的干细胞的可行载体。
了解更多
王晓燕，王晓燕，王晓燕，2020。面向现场控制的血泵振动和功耗的降低。能量2020 (13): 3907 . doi:10.3390 / en13153907．
McNamee AP, Tansley GD, Sabapathy S和Simmonds MJ, 2016。红细胞变形能力的双相损害，以响应重复，短时间暴露于上生理，亚溶血性剪切应力。生物流变学53:137 - 149,doi: 10.3233 / bir - 15108．
paul JP, Nandakumar D, Horobin J, Prendeville JD, Simmonds M, Fraser JF, Tansley G, Gregory S, 2017。在体外模型中柔顺流入套管对旋转血泵回路血液相容性的影响。人造器官41 (10): E118-E128 doi:10.1111 / aor.12919．
萨哈尔州立大学，巴顿M和坦斯利GA, 2020年。细胞基础疗法修复周围神经间隙缺损的系统综述。假肢2：153 - 169,https://doi.org/10.3390/prosthesis2030014．