Physical and mathematical modeling of the distribution of load forces on the feminal component of an endoprosthesis of the hip joint under real conditions [] = Фізико-математичне моделювання розподілу сил навантаження на стегновому компоненті ендопротеза кульшового суглоба за реальних умов / V. P. Torchynskyi [та ін.] // Вісник морфології. - 2023. - Т. 29, № 3. - P52-57. - Bibliogr. at the end of the art.


MeSH-главная:
ПАЦИЕНТ-СПЕЦИФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ -- PATIENT-SPECIFIC MODELING
ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА ПРОТЕЗ -- HIP PROSTHESIS (тенденции)
Аннотация: Determination of the factors causing the development of aseptic instability of endoprosthesis components is one of the main tasks of modern traumatology and orthopedics. It is important from a scientific and medical point of view to carry out physical and mathematical modeling of the distribution of load forces and their moments on the femoral component of a hip endoprosthesis. The purpose of the study: to conduct a physical and mathematical modeling of the distribution of load forces on the femoral component of a hip endoprosthesis under real conditions of incomplete axially symmetrical contact of the femoral component of the endoprosthesis and the femur, when the surface of the lower end of the endoprosthesis is not in contact with the surface of the bone. In the work, mathematical modeling of the distribution of point load forces and their moments on the contact surface between the femoral endoprosthesis stem and the bone marrow canal of the femur in real conditions is carried out. For qualitative estimates of point distributions of the load force, based on the analysis of previous results, an estimated empirical formula was obtained for these distributions: g(λ,λ1)=Р(λ,λ1) / 140λ7/2, in which the pressure Р(λ,λ1) is taken in kilograms per square centimeter (kg/cm2), and the point force g(λ,λ1) is in kilograms (kg). It was determined that the best, from the point of view of minimizing the harmful mechanical impact of the prosthesis on the femur, is the situation when the length of the prosthesis stem is not less than half the length of the femur (λ≥0.5). In this case, the values of the point load forces do not exceed 0.1 kg, at least for the length of the area of real contact, which is not less than half the length of the prosthesis stem (λ1≥0.5λ). It has been proven that the use of a prosthesis stem that is less than a third of the length of the femur is not advisable. Since already at the length of the prosthesis stem, which is 30 % of the length of the femur (λ=0.3), point loads increase rapidly and can reach from 0.55 to 1.5 kg depending on the length of the contact area. Such point loads are undesirable for the femur in the area of contact with the prosthesis in terms of the integrity of the femur
Визначення факторів, що зумовлюють розвиток асептичної нестабільності компонентів ендопротезу є одним з основних завдань сучасної травматології та ортопедії. Важливим в науковому та медичному плані є проведення фізико-математичного моделювання розподілу сил навантаження та їх моментів на стегновому компоненті ендопротеза кульшового суглоба. Мета дослідження – провести фізико-математичне моделювання розподілу сил навантаження на стегновому компоненті ендопротеза кульшового суглоба за реальних умов неповного аксіально-симетричного контакту стегнового компоненту ендопротеза і стегнової кістки, коли поверхня нижнього кінця ендопротезу знаходиться не в контакті з поверхнею кістки. У роботі проведене математичне моделювання розподілу точкових сил навантаження та їх моментів на поверхні контакту між ніжкою стегнового ендопротезу та кістково–мозкового каналу стегнової кістки в реальних умовах. Для якісних оцінок точкових розподілів сили навантаження, на основі аналізу попередніх результатів, для цих розподілів було отримано оціночну емпіричну формулу: g(λ,λ1)=Р(λ,λ1) / 140λ7/2, у якій тиск Р(λ,λ1) береться у кілограмах на сантиметр квадратний (кг/см2), а точкова сила g(λ,λ1) – у кілограмах (кг). Визначено, що найкращою, з точки зору мінімізації шкідливого механічного впливу протезу на стегнову кістку, є ситуація, коли довжина ніжки протезу не менша половини довжини стегнової кістки (λ≥0,5). У цьому разі значення точкових сил навантаження не перевищують 0,1 кг принаймні для довжини області реального контакту не меншого за половину довжини ніжки протезу (λ1≥0,5λ). Доведено, що використання ніжки протезу, меншої за третину довжини стегнової кістки не доцільно. Оскільки вже при довжині ніжки протезу, що складає 30 % від довжини стегнової кістки (λ=0,3), точкові навантаження стрімко зростають і можуть, досягати від 0,55 до 1,5 кг в залежності від довжини області контакту. Такі точкові навантаження небажані для стегнової кістки в області контакту з протезом у розумінні цілісності стегнової кістки
Доп.точки доступа:
Torchynskyi, V. P.
Nizalov, Т. V.
Shmelyova, L. V.
Suprun, A. D.

Свободных экз. нет