МЕТОДИКА ДОКЛИНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК УЗЛА ПОДВИЖНОСТИ ЭНДОПРОТЕЗОВ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность и цели. Актуальность темы обусловлена потребностью в доклиническом исследовании пар трения эндопротезов тазобедренного сустава, направленном на оптимизацию лечебно-диагностических процессов эндопротезирования тазобедренного сустава человека. Целью работы является разработка и апробация методики исследования медико-биологических процессов функционирования эндо- протезов тазобедренного сустава, позволяющая оценить прочность и износостойкость пар трения. Материалы и методы. В методике исследования использовано регрессионное математическое моделирование напряжений узла подвижности эндопротеза тазобедренного сустава на основе медико-биологических процессов функционирования тазобедренного сустава и сравнительное испытание объемного износа пар трения. Результаты. Разработанные имитационные и математические модели медико-биологических процессов функционирования тазобедренного сустава позволили оценить надежность конструкций пар трения из углеситалла. Оценка полученных данных напряжений выявила высокую надежность узла подвижности с парой трения из углеситалла. Объемный износ пары трения из углеситалла меньше, чем у керамической пары трения, на 31,8 %. Выводы. Математические и имитационные модели позволяют определять параметры нагружения узлов подвижности эндопротезов тазобедренного сустава. В результате исследования запас прочности пары трения из углеситалла составил 4,5, что говорит о высокой надежности конструкции. Определение объемного износа позволяет установить возможность новых пар трения снижать риск развития послеоперационных осложнений. Объемный износ пары трения из углеситалла меньше, чем пары трения из керамики, на 31,8 %. Полученные в результате исследования данные позволят оптимизировать лечебно-диагностический процесс эндопротезирования тазобедренного сустава человека за счет предоставления данных о прочности и изно- состойкости эндопротезов на предоперационном этапе.

Об авторах

Михаил Анатольевич Ксенофонтов

Пензенский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: maksenofontov@mail.ru

старший преподаватель кафедры травматологии, ортопедии и военно-экстремальной медицины

(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

Список литературы

  1. Cong Y., Wang Y., Yuan T. [et al.]. Macrophages in aseptic loosening: Characteristics, functions, and mechanisms // Front Immunol. 2023. Vol. 14. doi: 10.3389/fimmu.2023/ 1122057
  2. Yao K., Chen Y. Comprehensive evaluation of risk factors for aseptic loosening in cemented total knee arthroplasty: A systematic review and meta-analysis // J Exp Orthop. 2024. Vol. 11 (3). P. 12095. doi: 10.1002/jeo2.12095
  3. Affatato S. Perspectives in Total Hip Arthroplasty: Advances in Biomaterials and Their Tribological Interactions // Elsevier Science. 2014. P. 182.
  4. Aherwar A., Singh A. K., Patnaik A. Current and future biocompatibility aspects of biomaterials for hip prosthesis // AIMS Bioeng. 2015. Vol. 3. P. 23–43.
  5. Yang T., Xie J., Hu Y. [et al.]. Mid- and long-term effectiveness of total hip arthroplasty with Ribbed femoral stem prosthesis in 354 cases // Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery. 2019. Vol. 33 (9). P. 1116–1120. doi: 10.7507/1002- 1892.201901124
  6. Ершова А. А., Макаренко Л. В. Доклинические исследования на лабораторных животных // Актуальные проблемы ветеринарной медицины и биологической безопасности : материалы науч.-практ. конф. 2024. С. 75–83.
  7. Маслов Л. Б., Дмитрюк А. Ю., Жмайло М. А., Коваленко А. Н. Исследование прочности эндопротеза тазобедренного сустава из полимерного материала // Российский журнал биомеханики. 2022. Т. 26, № 4. С. 19–33. doi: 10.15593/ RZhBiomeh/2022.4.02
  8. Ambard D., Swider P. A predictive mechano-biological model of the bone-implant healing // Eur. J. Mech. A-Solids. 2006. Vol. 25. P. 927–937.
  9. Котельников Г. П., Колсанов А. В., Николаенко А. Н. [и др.]. Анализ биомеханики проксимального межфалангового сустава после эндопротезирования // Гений ор топедии. 2023. Т. 29, № 5. С. 468–474.
  10. Günther C., Winner B., Neurath M. F., Stappenbeck T. S. Organoids in gastrointestinal diseases: from experimental models to clinical translation // Gut. 2022. Vol. 71 (9). P. 1892–1908. doi: 10.1136/gutjnl-2021-326560
  11. Спиридонов А. А., Васильев Н. Г. Планирование эксперимента : учеб. пособие. Свердловск : Свердловское изд. УПИ им. С. М. Кирова, 1975. 152 с.
  12. Машиностроение : энциклопедия : в 40 т. Т. II-1. Физико-механические свойства. Испытания металлических материалов / ред.-сост. Е. И. Мамаева ; отв. ред. Е. Т. Долбенко. М. : Машиностроение, 2010. 856 с.
  13. 13. Lee I., Shiroma E. J., Kamada M. [et. al.]. Association of Step Volume and Intensity With All-Cause Mortality in Older Women // JAMA Intern Med. 2019. Vol. 179, № 8. P. 1105–1112. doi: 10.1001/jamainternmed.2019.0899
  14. 14. Merola M., Affatato S. Materials for hip prostheses: A review of wear and loading considerations (Review) // Materials (Basel). 2019. Vol. 12 (3). P. 495. doi: 10.3390/ ma12030495
  15. 15. Stratton-Powell A. A., Pasko K. M., Brockett C. L., Tipper J. L. The Biologic Response to Polyetheretherketone (PEEK) Wear Particles in Total Joint Replacement: A Systematic Review // Clin Orthop Relat Res. 2016. Vol. 474 (11). P. 2394–2404. doi: 10.1007/s11999-016-4976-z

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).