Cіткові пацієнт-специфічні ендопротези для заміщення дефектів трубчастих кісток

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКалашнікова, Лариса Євнегіївна
dc.contributor.authorБиков, Гліб Богданович
dc.date.accessioned2026-02-23T12:08:20Z
dc.date.available2026-02-23T12:08:20Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractАктуальність роботи зумовлена обмеженнями традиційних методів реконструкції (ауто- та алотрансплантація, стандартні та модульні металеві імплантати), які не завжди дозволяють відновити індивідуальну анатомію, забезпечити оптимальний розподіл навантажень і достатню остеоінтеграцію. Метою роботи є розробка методології створення пацієнт-специфічного сіткового ендопротезу з інтегрованою трабекулярною структурою для реконструкції сегментарних дефектів трубчастих кісток, а також аналіз розробленої системи методом скінченних елементів. В даному конкретному випадку розглянуто випадок з діафізальним дефектом плечової кістки типу D та другою групою ампутаці [27]. Задачі магістерської дисертації: 1. Розробити методологію створення пацієнт-специфічних ортопедичних сіток; 2. Створити пацієнт-специфічні інструменти; 3. Урахувати мінімізацію шкоди навколишнім тканинам; 4. Провести аналіз конструкції методом скінченних елементів. Виконано огляд сучасних підходів до лікування сегментарних дефектів і адитивного виготовлення імплантатів, проаналізовано механічні та гістоморфометричні характеристики пористих титанових структур, сформовано вимоги до конструкції пацієнт-специфічного ендопротезу. Запропоновано методологію проєктування, що включає обробку даних комп’ютерної томографії, створення тривимірної моделі дефекту, віддзеркалення та репозицію контрлатеральної здорової кістки та створення двокомпонентного сіткового ендопротезу з технологічним зазором, ребрами жорсткості, замковими елементами та вікном для кісткового аутотрансплантата. Для зони контакту з кісткою використано трабекулярну структуру на основі теселяції Вороного, що імітує губчасту кісткі, сприяючи остеоінтеграції. Створено комплекс пацієнт-специфічних навігаційних шаблонів, розроблено хірургічний протокол: визначено положення пацієнта, хірургічний доступ та виконано віртуальну симуляцію втручання. За допомогою аналізу методом скінченних елементів досліджено дві конфігурації конструкції (базова сітка та сітка з трабекулярною структурою). Показано, що інтегрована трабекулярна структура забезпечує гомогений перерозподіл напружень і створює передумови для внутрішнього росту кістки.
dc.description.abstractotherThe relevance of the work is due to the limitations of traditional reconstruction methods (auto- and allografting, standard and modular metal implants), which do not always allow for the restoration of individual anatomy, optimal load distribution, and sufficient osseointegration. The aim of the work is to develop a methodology for creating a patient-specific mesh endoprosthesis with an integrated trabecular structure for the reconstruction of segmental defects of tubular bones, as well as to analyse the developed system using the finite element method. In this particular case, we consider a case with a type D diaphyseal defect of the humerus and a second group amputation [27]. Tasks of the master's thesis: 1. Develop a methodology for creating patient-specific orthopaedic meshes; 2. Create patient-specific instruments; 3. Take into account the minimisation of damage to surrounding tissues; 4. Perform a finite element analysis of the design. A review of modern approaches to the treatment of segmental defects and additive manufacturing of implants was performed, the mechanical and histomorphometric characteristics of porous titanium structures were analysed, and requirements for the design of a patient-specific endoprosthesis were formulated. A design methodology was proposed, which includes processing computed tomography data, creating a three-dimensional model of the defect, mirroring and repositioning the contralateral healthy bone, and creating a two-component mesh endoprosthesis with a technological gap, stiffening ribs, locking elements, and a window for bone autograft. For the bone contact area, a trabecular structure based on Voronoi tessellation is used, which mimics spongy bone, promoting osseointegration. A set of patient-specific navigation templates was created, and a surgical protocol was developed: the patient's position and surgical access were determined, and a virtual simulation of the intervention was performed. Two configurations of the design (basic mesh and mesh with trabecular structure) were investigated using finite element analysis. It was shown that the integrated trabecular structure ensures homogeneous stress redistribution and creates conditions for internal bone growth.
dc.format.extent84 с.
dc.identifier.citationБиков, Г. Б. Cіткові пацієнт-специфічні ендопротези для заміщення дефектів трубчастих кісток : магістерська дис. : 163 Біомедична інженерія / Биков Гліб Богданович. - Київ. 2025. - 84 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78964
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectпацієнт-специфічний ендопротез
dc.subjectсегментарний дефект кістки
dc.subjectтрабекулярна структура
dc.subjectадитивні технології
dc.subjectаналіз методом скінченних елементів
dc.subjectстресоізоляція
dc.subjectpatient-specific endoprosthesis
dc.subjectsegmental bone defect
dc.subjecttrabecular structur
dc.subjectadditive technologies
dc.subjectfinite element analysis
dc.subjectstress isolation
dc.subject.udc616- 72:617.3
dc.titleCіткові пацієнт-специфічні ендопротези для заміщення дефектів трубчастих кісток
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Bykov_magistr.pdf
Розмір:
10.31 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (БМІ)
Магістерські роботи