Вид документа : Статья из журнала Шифр издания : Автор(ы) : Корж М. О., Куценко В. О., Попов А. І., Тимченко І. Б., Веретельник О. В., Ткачук М. М., Ткачук М. А. Заглавие : Математичне і комп’ютерне моделювання поведінки сегментів поперекового відділу хребта після ендопротезування Место публикации : Травма. - Донецк, 2019. - Том 20, N 5. - С. 6-14 (Шифр ТУ3/2019/20/5) Примечания : Бібліогр. в кінці ст. MeSH-главная: ПОЯСНИЧНО-КРЕСТЦОВАЯ ОБЛАСТЬ -- LUMBOSACRAL REGION АРТРОПЛАСТИКА ЗАМЕСТИТЕЛЬНАЯ -- ARTHROPLASTY, REPLACEMENT КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ -- COMPUTER SIMULATION Аннотация: Елементи біомеханічної системи, утвореної із сегмента поперекового відділу хребта й ендопротеза, піддаються в післяопераційний період комплексу силових впливів від розташованих вище мас. Мета — визначення компонент напружено-деформованого стану елементів біомеханічної системи, яка описує поперековий хребетно-руховий сегмент людини після проведення установки різних міжтілових ендопротезів. Матеріали та методи. Для проведення досліджень поперекового відділу хребта були створені тривимірні скінченно-елементні моделі, які описують поперековий сегмент L3–L5 і внутрішній ендопротез (виконаний із титану). Модель, яка описує поперековий відділ хребта, включала хребці сегмента L3–L5 (при цьому хребці мали поділ на складові кортикальну і губчасту кістки), а також були промодельовані міжхребцеві диски і хрящі. У модель були додані два додаткові елементи зверху і знизу таким чином, щоб максимально зменшити вплив закріплення моделі і для коректної передачі на неї навантаження. Результати. За результатами отриманих численних значень і полів розподілу компонент напружено-деформованого стану в елементах біологічних і біомеханічних систем поперекового сегмента L3–L5 можна стверджувати про ефективність використання запропонованого підходу проведення ендопротезування, оскільки поведінка біомеханічної моделі близька до вихідної біологічної системи; ця поведінка супроводжується деяким перерозподілом напружень всередині біомеханічної системи, за виключенням суміжних хребців, які контактують з ендопротезом, проте отримані значення напружень не перевищують граничних меж міцності, відповідних для кортикальної кістки — 160 МПа, для губчастої — 18–22 МПа і для титану — 1000 МПа. Висновки. Найкращою конструкцією для проведення оперативного лікування з розглянутих є схема, що відповідає 4-й розрахунковій моделі (ендопротез із додатковими торцевими елементами). Таким чином, проведені дослідження, в основу яких був покладений запропонований підхід, дали можливість отримати рішення, яке задовольняє всім вимогам за чинними критеріями й обмеженнямиElements of the biomechanical system, formed from the segment of the lumbar spine and endoprosthesis, are exposed to power influences from the above masses in the postoperative period. The purpose was to determine the component of the stress-strain state of the elements of biomechanical system, which describes the lumbar motor segment of a person after the installation of various interbody endoprostheses. Materials and methods. Three-dimensional finite-element models were developed for the study of the lumbar spine, which describe L3-L5 lumbar segment and the internal endoprosthesis (made of titanium). The model describing the lumbar spine included vertebrae of L3-L5 segment (with vertebrae divided into cortical and spongy bones); intervertebral discs and cartilages were modulated too. Two elements were added to the model, above and below, so as to minimize the effect of fastening the model and transfer the load on it correctly. Results. Based on the results of the obtained numerical values and distribution fields of the stress-strain state in the elements of the biological and biomechanical systems of L3-L5 lumbar segment, we can state the effectiveness of using the proposed approach to arthroplasty, since the function of the biomechanical model is close to that of the original biological system; this function is accompanied by some redistribution of stresses within the biomechanical system, except for adjacent vertebrae that are in contact with the endoprosthesis but obtained stresses do not exceed the limits of the strength corresponding to 160 MPa for cortical bone, 18–22 MPa for spongy bone, and 1000 MPa for titanium. Conclusions. The best design for operative treatment from the considered ones is a scheme that corresponds to the 4th calculation model (endoprosthesis with additional end faces). Thus, the research carried out, which was based on the proposed approach, made it possible to obtain a solution that meets all the requirements of the existing criteria and constraints Доп.точки доступа: Корж, М. О. Куценко, В. О. Попов, А. І. Тимченко, І. Б. Веретельник, О. В. Ткачук, М. М. Ткачук, М. А.