Влияние циклических нагрузок на механические параметры костно-пластического материала

Влияние циклических нагрузок на механические параметры костно-пластического материала Научная публикация

Журнал

Российский журнал биомеханики
ISSN: 2409-6601 , E-ISSN: 2410-0609

Вых. Данные

Год: 2024, Том: 28, Номер: 2, Страницы: 38-51 Страниц : 15 DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2024.2.03

Ключевые слова

импакционная костная пластика, аллокость, ревизионная операция, механические характеристики, циклическое нагружение

Авторы

Федорова Н.В. ¹ , Ларичкин А.Ю. ¹ , Бойко С.В. ¹ , Панченко А.А. ² , Гольник В.Н. ³ , Павлов В.В. ⁴ , Косинов А.М. ¹

Организации

1	Институт гидродинамики СО РАН, Новосибирск, Российская Федерация
2	OОО «ЛOГИКС Медицинские системы», Новосибирск, Российская Федерация
3	Федеральный центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования, Барнаул, Российская Федерация
4	Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна, Новосибирск, Российская Федерация

После эндопротезирования тазобедренного сустава, компоненты протеза подвержены износу на стыках «протез – кость». Со временем это приводит к разрушению здоровой тазовой кости вокруг имплантата до такой степени, что требуется ревизионная операция. В этом случае используется техника импакционной костной пластики (ИКП) с применением различных костно-пластических материалов (КПМ). При этом КПМ становится важным механическим звеном, принимающим на себя циклические нагрузки при физической активности пациента. Прогнозирование долгосрочной выживаемости эндопротеза после ревизионного вмешательства с применением ИКП неразрывно связано с пониманием механического поведения КПМ в виде фрагментов аллокости – смеси измельчённых частиц кортикальной и трабекулярной кости человека. В работе проводится экспериментальное и численное исследование упругих и вязкоупругих параметров костно-пластического материала на основе измельчённых фрагментов кости крупного рогатого скота. Эксперименты основаны на одноцикловом и многоцикловом стеснённом сжатии КПМ. На основе полученных параметров численно решены задачи о сжатии КПМ. Для одноциклового нагружения получены мгновенный модуль упругости и коэффициент Пуассона. Получены значения мгновенного модуля упругости при циклическом нагружении для «сухих» образцов и образцов с содержанием водного раствора глицерина, моделирующего раневую «кровь». Проведено сравнение сжимающих напряжений в процессе релаксации КПМ, полученных численно и экспериментально. Значения мгновенных модулей упругости увеличиваются не только с ростом числа циклов, но и с увеличением приложенной нагрузки в испытании. Модули образцов с «кровью» больше, чем «сухих» образцов. Полученные параметры позволяют описывать вязкоупругое поведение костно-пластического материала на основе измельченной аллокости с помощью рядов Прони в конечно-элементных пакетах при численном моделировании.

Федорова Н.В. , Ларичкин А.Ю. , Бойко С.В. , Панченко А.А. , Гольник В.Н. , Павлов В.В. , Косинов А.М.
Влияние циклических нагрузок на механические параметры костно-пластического материала
Российский журнал биомеханики. 2024. Т.28. №2. С.38-51. DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2024.2.03 РИНЦ

Fedorova N.V. , Larichkin A.Y. , Boyko S.V. , Panchenko A.A. , Golnik V.N. , Pavlov V.V. , Kosinov A.M.
The cyclic loads influence on mechanical parameters of morselized bone graft
Russian Journal of Biomechanics. 2024. V.28. N2. P.29-40. DOI: 10.15593/RJBIOMECH/2024.2.03 Scopus РИНЦ OpenAlex

Поступила в редакцию:	12 февр. 2024 г.
Принята к публикации:	13 июн. 2024 г.
Опубликована в печати:	14 июн. 2024 г.

РИНЦ:

74024857

Пока нет цитирований