Экспериментальное исследование механических характеристик губча

Представлены результаты исследования механических характеристик губчатой кости позвонков детей дошкольного возраста, а также расчета предельно допустимой контракционной нагрузки при хирургической коррекции врожденной сколиотической деформации для конкретного пациента. В исследование вошли фрагменты тел удаленных во время операций по исправлению врожденных сколиотических деформаций полупозвонков от 9го грудного до 3го поясничного. В результате было подготовлено 19 образцов для исследования. Среднее значение эффективного модуля упругости по всем образцам составило 26,9 ± 11,8 МПа. Общая выборка была разбита на два кластера разработанным авторами методом кластеризации. Среднее значение эффективного модуля упругости для первого кластера составило 32,1 ± 12,0 МПа, для второго 25,0 ± 8,5 МПа. Для каждого кластера были построены регрессионные зависимости, позволяющие по единицам Хаунсфилда вычислить эффективный модуль упругости. Полученные регрессионные зависимости позволили рассчитать механические характеристики позвонков конкретного пациента, для которого было проведено численное моделирование процесса нагружения сегмента позвоночника контракционными усилиями, которые врач прикладывает в процессе операции для коррекции сколиотической деформации. Было показано, что при всех рассмотренных нагрузках возможно повреждение (или «проминание») губчатой кости тел и нижних, и верхних позвонков. В корнях дуг верхних позвонков предельные напряжения могут достигаться при нагрузке более 7 кг. В корнях дуг нижних позвонков критической нагрузкой, вызывающей напряжения выше предела прочности, можно считать нагрузку более 16 кг. Такой пациентоориентированный подход в предоперационном планировании позволяет снизить риски возникновения осложнений в краткосрочном послеоперационном периоде.