Биомеханическое моделирование диска височно-нижнечелюстного сустава как пороупругого тела

Диск височно-нижнечелюстного сустава играет ключевую роль в работоспособности самого сустава и зубочелюстного комплекса в целом. Основной фактор, влияющий на работоспособность диска, - величина механических напряжений, вызванных различными нагрузками. Для оценки значения и распределения этих напряжений необходимо провести биомеханическое моделирование диска. Наибольший интерес для моделирования представляет центральная зона суставного диска, наиболее подверженная сжимающим нагрузкам и не имеющая возможность для самовосстановления. Изучение гистологии и физилогии диска показывает, что оптимальной для описания механического поведения диска под нагрузкой является изотропная пороупругая модель. Она позволяет оценить напряженное состояние диска и объяснить с точки зрения механики роль синовиальной жидкости внутри него. В работе на основе постановки задачи линейной изотропной теории пороупругости построена модель поведения диска височно-нижнечелюстного сустава под нагрузкой. Решение основано на задаче Манделя и сводится к начально-краевой задаче для нестационарного параболического уравнения. Из анализа результатов видно, что распределение давления жидкости в диске при приложении постоянной силы позволяет снизить величину механических напряжений в упругом хрящевом скелете, защищая его от разрушения. Исследована зависимость величины давления синовиальной жидкости от коэффциента гидравлической проницаемости, для чего был проведен анализ результатов решения для модели с различными величинами этого коэффициента. Решение показывает, что чем ниже величина коэффициента, тем медленнее происходит перераспределение давления жидкости и напряжений в скелете, что приводит к повышению его жесткости. При более высоком значении коэффициента проницаемости перераспределение давления происходит быстрее, что снижает величину механических напряжений. Показано, что результаты биомеханического моделирования определяются во многом точностью экспериментального вычисления материальных констант.