Конечно-элементный статический анализ механического состояния костного регенерата на различных этапах консолидации в модельной системе остеосинтеза аппаратом Илизарова

 pdf (261K)

Предложена конечно-элементная модельбио механической системы адекватной сложности (с пространственными, оболочечными и балочными элементами), состоящая из имитатора большеберцовой кости с регенерирующей тканью в месте перелома и аппарата Илизарова. Модель позволяет задаватьор тотропные упругие свойства материалов имитатора кости (областей компактной и спонгиозной тканей), вводитьнео днородные жесткостные свойства регенерирующей ткани в зоне места перелома, изменятьбаз овые геометрические и механические характеристики модели и параметры конечно-элементной сетки, а также задаватьразличные внешние воздействия, связанные с нагрузкой на имитатор кости и компрессией или дистракцией между репонирующими кольцами аппарата Илизарова.

С использованием разработанных программ на командном языке APDL в конечноэлементном комплексе ANSYS проведены расчеты напряженно-деформированного состояния в зоне перелома при варьировании статических сжимающих нагрузок на имитатор кости, величин перемещений репонирующих колец аппарата Илизарова и жесткостных свойств соединительной ткани костной мозоли на различных этапах сращения перелома (гелеобразной, хрящевой, спонгиозной и нормальной костных тканей). Представленная методология и разработанные программы позволяют проводитьоцен ки допустимых величин внешних нагрузок на костьи величин перемещений репонирующих колец аппарата Илизарова на различных этапах регенерации кости в процессе заживления, исходя из априорно задаваемых критериев допуска на максимальные характеристики напряжений в костной мозоли. Предлагаемые подходы могут бытьиспо льзованы в клинических условиях при планировании, реализации и контроле силовых режимов работы при чрескостном остеосинтезе аппаратом Илизарова.

Ключевые слова: большеберцовая кость, аппарат Илизарова, чрескостный остеосинтез, костная мозоль, метод конечных элементов, напряженно-деформированное состояние, прочность
Цитата: Голубев Г.Ш., Каргин М.А., Наседкин А.В., Родин М.Б. Конечно-элементный статический анализ механического состояния костного регенерата на различных этапах консолидации в модельной системе остеосинтеза аппаратом Илизарова // Компьютерные исследования и моделирование, 2014, т. 6, № 3, с. 427-440
Citation in English: Golubev G.S., Kargin M.A., Nasedkin A.V., Rodin M.B. Computer analysis of the bone regeneration strength in a model system of osteosynthesis by the Ilizarov fixator with static loads // Computer Research and Modeling, 2014, vol. 6, no. 3, pp. 427-440

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в Перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук ВАК, группы специальностей: 01.01.00, 01.02.00, 03.01.00, 03.02.00.
 

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science