ОЦІНКА НАВАНТАЖЕНЬ В ЗОНІ АЦЕТАБУЛЯРНОГО КОМПОНЕНТА ЕНДОПРОТЕЗА КУЛЬШОВОГО СУГЛОБА

Заголовок (російською): 
ОЦЕНКА УСИЛИЙ В ЗОНЕ АЦЕТАБУЛЯРНОГО КОМПОНЕНТА ЕНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА
Заголовок (англійською): 
ESTIMATION OF STRESSES IN THE ZONE OF THE ACETABULAR COMPONENT OF ENDOPROSTHESIS OF THE HIP JOINT
Автор(и): 
Гужевський І.В.
Солодей І.І.
Автор(и) (англ): 
Guzhevsky Igor
Solodei Ivan
Ключові слова (укр): 
біомеханіка; математична модель; ендопротезування; імплантант; кульшовий суглоб; метод скінченних елементів; напружено-деформований стан
Ключові слова (рус): 
биомеханика; математическая модель; ендопротезирование; имплантант; тазобедренный сустав; метод конечных элементов; напряженно-деформированное состояние
Ключові слова (англ): 
biomechanics; mathematical model; endoprosthetics; implant; the hip joint; finite element method; stress-strain state
Анотація (укр): 
Ендопротезування на сьогодні є широко поширеним способом лікування захворювань опорно-рухового апарату. Імплантація штучного суглоба дозволяє усунути больовий синдром, забезпечити опороздатність кінцівки, відновити рухи в суглобі. На сьогодні немає повного розуміння реальних процесів, що визначають біомеханічну поведінку штучних суглобів в реальних фізіологічних умовах при різних анатомічних варіантах будови суглобових структур. Тому вивчення поведінки системи імплант-кістка методами математичного аналізу набуває все більшого значення. Побудована на основі методу скінченних елементів біомеханічна модель системи кістка-ендопротез використовується для оцінки різних умов закріплення об'єкта у просторі, умов розташування ендопротеза. Проведено комплексний аналіз напружено-деформованого стану, визначені найбільш навантажені зони кульшового суглоба, принципи сумісної роботи конструкції.
Анотація (рус): 
Эндопротезирование в настоящее время является широко распространенным способом лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата. Имплантация искусственного сустава позволяет устранить болевой синдром, обеспечить опороспособность конечности, восстановить движения в суставе. На сегодняшний день нет полного понимания реальных процессов, определяющих биомеханическое поведение искусственных суставов в реальных физиологических условиях при различных анатомических вариантах строения суставных структур. Поэтому изучение поведения системы имплант-кость методами математического анализа приобретает все большее значение. Построенная на основе метода конечных элементов биомеханическая модель системы кость-эндопротез используется для оценки различных граничных условий закрепления объекта в пространстве, условий расположения эндопротеза. Проведен комплексный анализ напряженно-деформированного состояния, определены наиболее нагруженные зоны тазобедренного сустава, принципы совместной работы конструкции.
Анотація (англ): 
Endoprosthetics is currently a widespread method of treating diseases of the musculoskeletal system. Implantation of the artificial joint allows to eliminate the pain syndrome, ensure the stability of the limbs, recover movements in the joint. Today, there is no complete understanding of the real processes that determine the biomechanical behavior of artificial joints in real physiological conditions with different anatomical variants of the joint structures. Therefore, the study of the behavior of the implant-bone system by methods based on mathematical analysis becomes more important. The biomechanical model of the bone-endoprosthesis system, constructed on the basis of the finite element method, is used to analyze various boundary conditions for fixing the object in space, as well as the location of the endoprosthesis. A complex analysis of the stress-strain state of the object is considered, the most stressed zones of the hip joint are determined.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Управління розвитком складних систем, номер 33, 2018
Назва журналу, номер, рік випуску (рус): 
Управление развитием сложных систем, номер 33, 2018
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Management of Development of Complex Systems
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
22.pdf
Дата публікації: 
17 Ноябрь 2017
Номер збірника: 
33
Розділ: 
ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОЕКТУВАННЯ
Університет автора: 
Інститут травматології та ортопедії НАМН України, Київ; Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ
Литература: 
  1. Баженов В.А. Напіваналітчний метод скінченних елементів в задачах континуального руйнування / В.А. Баженов, О.І. Гуляр, С.О. Пискунов, О.С. Сахаров. – К.: Каравела, 2014. – 236 c.
  2. Баженов В.А. Напіваналітичний метод скінченних елементів в задачах динаміки просторових тіл / В.А. Баженов, О.І. Гуляр, І.І. Солодей, О.С. Сахаров. – К.: Каравела, 2012. – 248 c.
  3. Баженов В.А. Нелинейное деформирование и устойчивость упругих оболочек неоднородной структуры: Модели, методы, алгоритмы, малоизученные и новые задачи / В.А. Баженов, О.П. Кривенко, Н.А. Соловей. – М.: Книжный дом «ЛИБРИКОМ», 2013. – 336 с.
  4. Гужевський І.В. Питання побудови сучасних математичних моделей біомеханіки при вирішенні проблем протезування / І.В. Гужевський, І.І. Солодей // Опір матеріалів і теорія споруд. – К.: КНУБА, 2018. – №99. – С. 72-90.
  5. Гужевський І.В. Математичне моделювання розподілу контактних зусиль між голівкою і чашкою ендопротезу кульшового суглоба та напружень на поверхні чашки при дефіциті кісткової тканини дна вертлюгової западини / І.В. Гужевський, І.І. Солодей // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні технології в медицині: досвід Польщі та України». – Люблін, Республіка Польща. – 28–29 квітня 2017. – С. 112-115.
  6. Загородний Н.В. Применение метода математического моделирования в оценке функционирования тотальных эндопротезов тазобедренного сустава / Н.В. Загородний, Д.В. Елкин, М.В. Банецкий, А.М. Мамонов, В.Н. Карпов // Вестник новых медицинских технологий – 2007 Том XIV – №4. – С. 6-9.
  7. Сегерлинд Л.Дж. Применение метода конечных элементов. – М.: Мир, 1979. – 392 с.
  8. Шпилевский И.Э. Оценка прочности бедренной кости при секторальной резекции // Мед. новости. – 2010, №9.
    – С.     100-105.
  9. Шидловський Н.С. Механічні дослідження різних способів з’єднання переломів вертлюгової ділянки стегнової кістки людини / Н.С. Шидловський, Л.М. Юрійчук, Д.Ю. Шпак // Вісник Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", Серія Машинобудування. – К: 2010. – № 59. – С. 271-276.
  10. Юрійчук Л.М. Біомеханічна оцінка різних способів фіксації при нестабільних переломах вертлюгової ділянки стегнової кістки в експерименті та застосування результатів дослідження в клініці / Л.М. Юрійчук, М.В. Полулях, М.С. Клепач, М.С. Шидловський, А.І. Баран, Ю.І. Попович // Літопис травматології та ортопедії. – № 1-2/2014 (29-30). – С.88-91.

 

References: 
  1. Bazhenov, V.A. (2014). Semi-analitic finite element method in problems of continual fracture / V.A. Bazhenov, O.I. Gulyar, S.O. Pyskunov, O.S. Sakharov. Kyiv, Ukraine: Karavela, 236.
  2. Bazhenov, V.A. (2012). Semi-analitic finite element method in the problems of the dynamics of spatial bodies / V.A. Bazhenov, O.I. Gulyar, I.I. Solodei, O.S. Sakharov. Kyiv, Ukraine: Karavela, 248.
  3. Bazhenov, V.A. (2013). Nonlinear deformation and stability of elastic shells of an inhomogeneous structure: Models, methods, algorithms, little-known and new problems / V.A. Bazhenov, O.P. Krivenko, N.A. Solovey. M.: Knizhnyy dom «LIBRIKOM», 336.
  4. Guzhevsky, I.V. (2018). Consideration of the modern mathematical biomechanic models to solve problems of hip joint endoprosthetic / I.V. Guzhevsky, I.I. Solodei // Strength of Materials and the Theory of Structures. K.: KNUSA, 99, 72-90.
  5. Guzhevsky, I.V. (2017). Mathematical modeling of the contact forces distribution between the head and the cuplike of the hip joint and stresses on the surface of the cup with contraction of the bone tissue of the bottom of the acetabulum / I.V. Guzhevsky, I.I. Solodei // Materials of the international scientific and practical conference "Innovative technologies in medicine: experience of Poland and Ukraine". Lyublin, Respublika Polska. 28–29 April 2017, P. 112-115.
  6. Zagorodniy, N.V. (2007). The method of mathematical modeling in the evaluation of the functioning of total hip joint endoprostheses / N.V. Zagorodniy, D.V. Yelkin, M.V. Banetskiy, A.M. Mamonov, V.N. Karpov // Bulletin of new medical technologies, 4, 6-9.
  7. Segerlind, L.J. (1979). The finite element method. M.: Mir, 392.
  8. Shpilevskiy, I.E. (2010). Evaluation of the strength of the femur with sectoral resection. Med. News, 9, 100-105.
  9. Shidlovsky, N.S. (2010). Mechanical researches of various ways of the human femur fractures stabilization / N.S. Shidlovsky, L.M. Yuriychuk, D.Yu. Shpak // Bulletin of the National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Series of Machine-Building, 59, 271-276.
  10. Yuriychuk, L.M. (2014). Biomechanical estimation of different fixation ways for unstable fractures of the femur via experiment and usage of the study results in the clinic / L.М. Yuriychuk, M.V. Poluliy, M.S. Klepach, M.S. Shidlovsky, A.I. Baran, Yu.I. Popovich // Chronicle of traumatology and orthopedics, 1-2 (29-30), 88-91.