Методологія скінченно-елементного аналізу функціональності індивідуальних ревізійних ендо-протезів колінного суглоба на основі даних комп'ютерної томографії
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
Анотація
Розглядається ревізійне протезування стегнової кістки колінного суглобу з використанням індивідуальних протезів, виготовлених на базі титанового сплаву за допомогою адитивних технологій 3D друку. Актуальною проблемою є забезпечення оптимальної сумісності геометричної форми протезу з анатомічними особливостями пацієнта, що мінімізує ризик ускладнень та підвищує довговічність конструкції. Існуючі стандартизовані протези часто не враховують індивідуальних відмінностей, що може призвести до ускладнень та підвищеного зносу компонентів. Метою дослідження є розробка та апробація методики перевірки несучої спроможності ревізійного протезу, створенням ряду індивідуальних імітаційних моделей конструкцій металоостеосинтезу для типового випадку ревізійного протезування з подальшим порівнянням їх напружено деформованого стану та напружень у зоні контакту з двошаровою біологічною моделлю кістки. Було виконано збір геометричних характеристик кісток 15 пацієнтів за допомогою комп'ютерної томографії у форматі DICOM, з подальшим спрощенням моделей та форматуванням у .stl файли. Для одного з пацієнтів змодельовано 4 варіанти індивідуальних протезів типових розмірів та форм. Чисельні розв’язки прикладних задач біомеханіки були виконані за допомого програмного комплексу Ansys Student 2024 R2. Отримано кількісні показники напружень на ендопротезі, напружень в зоні контакту та максимальних переміщень біомеханічної системи “кістка-протез”. Результати дослідження можуть бути використані в ортопедичній практиці для підбору оптимальної геометричної форми ендопротезу з метою покращення ефективності ревізійного протезування колінного суглобу.
Опис
Ключові слова
ревізійне протезування, індивідуальні ендопротези, колінний суглоб, анатомічна сумісність, 3D моделювання, пружно-деформований стан, міцність, контактні напруження, несуча спроможність, revision arthroplasty, patient-specific prostheses, knee joint, anatomical compatibility, 3D modeling, elastic-deformed state, strength, contact stress, load-bearing capacity
Бібліографічний опис
Овчаренко, Є. І. Методологія скінченно-елементного аналізу функціональності індивідуальних ревізійних ендо-протезів колінного суглоба на основі даних комп'ютерної томографії / Є. І. Овчаренко, М. Г. Крищук // Mechanics and Advanced Technologies. – 2025. – Vol. 9, No. 2(105). – P. 210-221. – Bibliogr.: 14 ref.