Анализ напряжённого состояния армированной и неармированной биокомпозитной костной ткани шейки бедра человека

Скачать 21.18 Kb. Название Анализ напряжённого состояния армированной и неармированной биокомпозитной костной ткани шейки бедра человека Дата 28.04.2013 Размер 21.18 Kb. Тип Анализ

Анализ напряжённого состояния армированной и неармированной биокомпозитной костной ткани шейки бедра человека Радченко В.П., Нехожин А.В., Матвеев А.Л. Самара, Россия Хорошо известно, что с возрастом происходит охрупчивание костной ткани, потеря ее пластичности. Это в совокупности с рядом обстоятельств – падение и удар на область, близкую к проксимальному отделу бедренной кости; недостаточно эффективные защитные механизмы, препятствующие падению; недостаточно пассивное поглощение энергии падения окружающими тканями и другие – ведёт к большой вероятности перелома шейки бедра костной ткани, причем по статистике Всемирной Организации Здравоохранения такие травмы получают более 2 млн. человек в год. Очевидно, что снижение вероятности переломов шейки бедра является сложной междисциплинарной проблемой, решить которую можно лишь с позиции синтеза идей медицинской науки и механики деформируемого твердого тела. Новизна профилактики переломов, предложенная А.Л. Матвеевым [1], состоит в применении армирующих элементов до возникновения переломов, в качестве которых используется ряд запатентованных имплантатов (бификсирующая спица, винт-штопор, шнековый винт). Перелом кости является актом разрушения костной ткани, поэтому представляет интерес оценка напряжённо-деформированного состояния костной ткани без имплантата и с имплантатом при типовых нагрузках, возникающих при ударе (например, падение человека). Очевидно, что наличие армирующих элементов должно снизить напряженность в костной ткани шейки бедра и тем самым снизить критическую величину разрушающего напряжения в наиболее опасных и нагруженных областях. Подтверждение этой гипотезы с точки зрения механики и является целью данного исследования. Процесс математического моделирования состоит из следующих этапов: создание геометрической конечно-элементной модели бедренной кости на основе результатов объемного лазерного сканирования без и с учётом имплантатов; задание усредненных механических характеристик костной ткани и материала имплантата; постановки нелинейных краевых задач для расчета напряжённо-деформированно­го состояния в шейки бедра с различными армирующими элементами; задание силовых и кинематических граничных условий; решение краевых задач на основе метода конечных элементов и разработанного программного комплекса. В процессе детального численного исследования напряжений установлено, что при применении имплантатов наибольшие напряжения (по модулю) и величина интенсивности напряжений в кости снижаются на 9–11 % за счёт того, что часть нагрузки “перекачивается” в элемент армирования. Таким образом, предварительное армирование материала костной ткани шейки бедренной кости (особенно у пожилых лиц, входящих в группу риска) позволяет снизить вероятность перелома вследствие снижения критических напряжений в опасных областях. Литература 1. А.Л.Матвеев. Оперативный способ профилактики переломов шейки бедренной кости: Патент РФ на изобретение № 2316280 от 10.02.2008.

---

Ваша оценка:

Похожие:

	Остеопороз (ОП) это системное заболевание, которое характеризуется снижением костной массы, нарушением		Биомеханика адаптационных процессов в костной ткани нижней конечности человека 01. 02. 08Биомеханика
	Перелом шейки бедра		Уход за больным с переломом шейки бедра
	Тесты с одним правильным ответом При переломах шейки бедра со смещением изменяется: а только абсолютная		Заменитель натуральной костной ткани
	Механика костной и соединительной ткани		В. Г. Гололобов Репаративная регенерация костной ткани
	Тема лекции: Регенерация костной ткани. Псевдоартроз		Дифференцированное хирургическое лечение закрытых переломов головки и шейки бедра в зависимости от

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина

---