Статьи журнала - Российский журнал биомеханики
Все статьи: 937
Модель отклонения медицинской иглы при движении в тканях человека
Статья научная
Представлена математическая модель, описывающая отклонение медицинской стальной инъекционной иглы при ее движении в фантоме мягких тканей (имитация тканей человека). Данная модель необходима для обеспечения корректировки роботы роботизированной системы при проведении операций брахитерапии или схожих операций, где требуется высокоточное позиционирование кончика иглы. Поскольку кончик иглы является асимметричным, то при движении в тканях игла будет деформироваться, что приведет к ее отклонению от прямолинейного движения. Таким образом, внедряя и поворачивая иглу вокруг своей оси, можно провести кончик иглы по заданной траектории. Разрабатываемая модель необходима для корректировки движения иглы в тканях человека или для прогнозирования оптимальных мест прокола. В работе рассмотрена общая постановка задачи и решена одна из подзадач, а именно расчет отклонения кончика иглы при поступательном движении в однородном материале. Приведены результаты моделирования для различной плотности материала и различного угла острия иглы. Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами, полученными при расчете с помощью разработанной модели.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача трехмерной теории упругости о деформации трансверсально-изотропного сферического слоя, находящегося под действием внутреннего давления. Получена зависимость, характеризующая изменение внутреннего давления в оболочке глаза в зависимости от введенного объема несжимаемой жидкости, а также получено изменение толщины слоя склеры под действием давления.
Бесплатно
Модифицирование пломбировочного материала из группы стеклоиномерных цементов
Статья научная
Известно, что основным элементом твердых тканей зуба является кальций, который входит в состав гидроксиапатита. Обычно ионы фтора помогают удерживать ионы кальция в поверхностных слоях эмали и при резком снижении pH слюны, что делает эмаль кислотоустойчивой. Стеклоиономерные цементы (СИЦ) являются давно признанным материалом в стоматологии благодаря их уникальным свойствам, включая высокую адгезию к зубной эмали и дентину. СИЦ обладают низкой токсичностью и биологической инертностью, что делает их безопасными для использования. Основные компоненты цемента – диоксид кремния, оксид алюминия и фторид кальция, где последний обеспечивает кариесстатический эффект благодаря выделению ионов фтора. Исследуются современные формулы СИЦ с использованием различных сополимеров и добавлением винной кислоты для увеличения времени отверждения. Основной целью работы является улучшение лечебных свойств материалов через изменение их состава, что позволит повысить регенерацию твердых тканей зуба, сохранив при этом необходимые физические и механические характеристики. В ходе экспериментов было выявлено, что оптимальным веществом для модернизации СИЦ является фторапатит, поскольку в процессе приготовления порошка при спекании данный элемент не вспенивался, а готовый порошок удовлетворительно диспергировался в растворителе. Установлено, что оптимальными свойствами для практического применения обладает соотношение смеси «Глассин Рест» + Ca10(PO4)6F2 1:0,5 по массе. При анализе механических свойств кубов, сделанных из смеси «Глассин Рест» + Ca10(PO4)6F2 1:0,5 по массе и прогретых при температуре 1100 0 и 800 0 С, выявлено, что наиболее близкий к оригинальному составу показатель упругости характерен для образца, прогретого при температуре 8000С. Таким образом, можно предположить, что увеличение кальция и фтора в СИЦ может улучшить биосовместимость материала и обеспечить больший кариесстатический эффект. На данном этапе исследования физико-механические показатели экспериментальных образцов близки к данным оригинального СИЦ, взятого за основу. Это подчеркивает значимость дальнейших исследований в области стоматологических материалов.
Бесплатно
Может ли индекс коллатерального потока влиять на динамику развития рестеноза?
Статья научная
Коллатеральные кровеносные сосуды по статистике связаны с более высокой вероятностью повторного стеноза, но этот вывод не является окончательным. Поэтому целью данного исследования являлось изучение гидродинамики при стенозах коронарных артерий для двух сценариев: при отсутствии коллатералей и при наличии коллатералей с разными индексами коллатерального потока. Для этого в этом исследовании мы использовали аналитическую модель и численную модель. Сначала мы выполнили аналитический расчет для бифуркации артерии со стенозом и коллатеральным сосудом. Затем провели численный расчет с использованием существующей числовой модели для той же топологии. Таким образом, мы получили данные, характеризующие зависимость сдвигового напряжения от степени стеноза для различных случаев Y-образной топологии (без коллатералей и с разными индексами коллатерального потока). Затем на основе численной модели мы рассчитали зависимость сдвигового напряжения от степени стеноза для реальной топологии левой коронарной артерии (без коллатералей и с разными индексами коллатерального потока). Более того, чтобы выбрать место стеноза в модели для исследования, мы использовали статистику частоты установки стентов, основанную на данных, накопленных в клинической практике. В результате анализ полученных данных показал, что для исследованных в данной работе структур индекс коллатерального потока не влияет на динамику рестеноза. Таким образом, маловероятно, что наличие коллатеральных сосудов влияет на динамику развития рестеноза, а связь этих двух вещей, вероятно, является чисто статистической или имеет другой, не гидродинамический механизм.
Бесплатно
Статья научная
На крупнозернистой модели фосфолипидной молекулы, состоящей из двенадцати укрупненных виртуальных атомов, исследованы особенности строения, жесткость молекулы и вращательная подвижность. Моделирование поведения макромолекулы проводилось методом молекулярной динамики, реализованным в оригинальном программном продукте Ring. Впервые показано, что спиралевидная структура фосфолипидной молекулы может быть представлена как пружина, жесткость которой составляет 27,68 кН/м. Исследована вращательная подвижность фосфолипидной молекулы. Обнаружено, что макромолекула вращается вокруг оси, проходящей через один из атомов. Частота вращения зависит от температуры. При температуре 293 К она равна 0,9 ГГц, с увеличением температуры до 309 К частота повышается до 1,2 ГГц.
Бесплатно
Мониторинг биомеханики аквариумной рыбки при острой гипокси
Статья научная
Скрининг антигипоксантов проводится в экспериментах на теплокровных животных без мониторинга биомеханики и температуры их тела. Однако в конце 20го века локальная температура, а в начале 21го века биомеханика биологических объектов были указаны как важные факторы их устойчивости к гипоксическому повреждению и к местному раздражающему действию лекарств. Роль этих факторов была объяснена изменением скорости химических реакций в соответствии с законом Аррениуса. Российские исследователи первыми предложили учитывать указанные факторы при скрининге антигипоксантов. Для этого было предложено проводить эксперименты на аквариумных рыбках породы гуппи изза доступности этих пойкилотермных животных. Дело в том, что искусственное изменение величины температуры тела рыбок в естественном диапазоне значений является для них нормой. Поэтому целенаправленное охлаждение и нагревание в природном диапазоне не оказывает на них раздражающее действие. Сообщается, что первый патент на изобретенную биологическую модель, предназначенную для лабораторного скрининга антигипоксантов в условиях различных значений температуры тела, был получен в России в 2026 году. Указывается сущность изобретения, посвященного оценке устойчивости аквариумной рыбки к острой гипоксии, основанной на мониторинге биомеханики рыбки, плавающей в малом объеме воды внутри прозрачной герметично закрытой емкости до и после введения в воду изучаемого лекарственного средства. Установлено, что при прекращении поступления кислорода в воду, в которой плавает рыбка, она находится в неподвижном состоянии вплоть до исчерпания у нее резервов адаптации к гипоксии. Поэтому длительность периода неподвижности рыбки, наступающего после начала острой гипоксии и сохраняющегося вплоть до появления судорожных сокращений тела рыбки, может служить показателем устойчивости рыбки к гипоксии. Приводятся первые результаты использования изобретенной биологической модели для оценки антигипоксической активности пероксида водорода при различной температуре тела рыбки.
Бесплатно
Мониторинг биомеханики плода при апноэ у беременной женщины как метод пренатального скрининга
Статья научная
Большинство статей о шевелениях плода, используемых сегодня для оценки его здоровья, касаются суточной биомеханики плода в отсутствии добровольной задержки дыхания (апноэ) у матери. Поэтому доминирующая информация о воспринимаемой матерью силе, частоте и характере движений плода на поздних сроках беременности не используется для оценки устойчивости ее плода к периодам гипоксии, которые ему предстоит испытать во время вагинальных родов. В статье анализируется обзор научных данных и изобретений, посвященных динамике шевелений плода во время добровольной задержки дыхания матери и аквариумной рыбки во время искусственной острой гипоксии. Показана аналогия биомеханики плода и аквариумной рыбки в соответствующих моделях искусственной острой гипоксии с учетом высокой и низкой устойчивости их к гипоксии. Сообщается, что наличие резервов адаптации аквариумных рыбок и плодов к острой гипоксии проявляется полным отсутствием у них шевелений (движений). Установлено, что адаптация и устойчивость их к гипоксии тем выше, чем дольше сохраняется период их неподвижного состояния в период острой гипоксии. Установлено, что период неподвижного состояния плода при апноэ у матери продолжительностью 30 с и более свидетельствует о хорошей устойчивости плода к внутриутробной гипоксии и о его готовности выдержать периоды гипоксии, ожидающие его во время вагинальных родов. В свою очередь, период неподвижного состояния плода при апноэ матери длительностью менее 10 с свидетельствует о чрезмерно низкой устойчивости плода к гипоксии и о повышении вероятности мертворождения и/или развития энцефалопатии с увеличением срока беременности и в случае родоразрешения путем вагинальных родов. Показано, что при чрезмерно низкой устойчивости плода к гипоксии для профилактики мертворождения и перинатальной энцефалопатии следует запланировать операцию кесарева сечения. Обзор показал, что осведомленность беременных женщин и врачей о биомеханике движений плода во время материнского апноэ потенциально может снизить частоту мертворождений и энцефалопатии у новорожденных. Приводится сущность изобретений, посвященных оценке устойчивости плода к гипоксии, основанной на мониторинге биомеханики плода при добровольной задержке дыхания матери.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является исследование метода определения местоположения пешехода в пространстве с использованием бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) на микроэлектронных механических сенсорах. Данный метод эффективен для применения в помещениях и в других местах, где отсутствует сигнал GPS. Координаты вычисляются интегрированием модельных уравнений БИНС. Основная проблема метода - «уход» координат из-за низкой точности используемых в БИНС микромеханических акселерометров и датчиков угловой скорости. Чтобы компенсировать накопление ошибок, метод интегрирования дополняется технологией коррекции по нулевой скорости ( zero velocity update ). Для этого БИНС крепится на стопе. Движение стопы можно разделить на две фазы: фаза опоры и фаза переноса. На фазе опоры, где БИНС считается неподвижной, можно уточнить координаты и ориентацию, используя информацию о равенстве нулю линейной скорости чувствительной массы БИНС. Особенностью данной работы является применение при коррекции «сигма-точечного» (« unscented ») варианта фильтра Калмана, что способствует повышению точности при выходе ошибок навигации из линейной зоны. Приведены результаты моделирования и обработки экспериментов. Траектория стопы в имитационной модели и в экспериментах представляет собой квадрат. В экспериментах используется блок инерциальных датчиков ADIS 16405 производства компании Analog Devices. Результаты можно оценить как обнадеживающие. Возможно, использование описанной технологии позволит строить кинограммы движения стопы человека без использования системы видеоанализа.
Бесплатно
Статья научная
Никель-титановые (NiTi) сплавы из-за их свойств сверхэластичности и эффекта памяти формы широко используются в ортодонтическом лечении. Их сверхэластичность позволяет ортодонту прикладывать почти непрерывную малую силу с большей активацией, что снижает травмирование тканей и дискомфорт пациента и, таким образом, способствует перемещению зубов. Производители обычно не предоставляют информацию о механических свойствах производимых дуг на упаковке или на веб-страницах, что затрудняет для стоматологов выбор наиболее подходящего материала с большей рентабельностью использования. В настоящей работе исследовались и сравнивались механические и физико-химические свойства неиспользованных и использованных в течение 6 и 9 недель силовых никель-титановых дуг, производимых American Orthodontics под торговой маркой TriTaniumTM , чтобы оценить, есть ли изменения в их свойствах при клиническом использовании. Механические свойства были исследованы с помощью наноиндентирования. Морфология поверхности и элементарный состав дуги были изучены с помощью сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа соответственно. Сравнение механических свойств неиспользованных и использованных в течение 6 и 9 недель дуг TriTaniumTM показало, что их твердость при вдавливании и модуль упругости уменьшаются с увеличением времени использования. Существенных изменений элементного состава дуги после их клинического использования не наблюдалось.
Бесплатно
Статья научная
Проведено математическое моделирование процесса воздействия иглы атомно-силового микроскопа в виде однослойной углеродной нанотрубки на биомакромолекулу липопротеина высокой плотности. Численный эксперимент проведен с помощью крупнозернистой молекулярной динамики с использованием комбинации термостата Берендсена и коллизионного термостата для учета теплообмена с окружающей средой. Модель липопротеина высокой плотности была построена методом самосборки в водной среде при Т = 310 К из 300 крупнозернистых моделей фосфолипидных молекул типа DPPC ( Dipalmitoylphosphatidylcholine ) и двух поясов липопротеинов, каждый из которых составлен из 1100 укрупненных частиц (зерен) протеинов. Для процесса индентирования липопротеин размещался на подложке из графена. Проводилось индентирование нанотрубками диаметром суб- и нанометрового диапазонов. Установлено, что при приближении иглы биомакромолекула липопротеина высокой плотности деформируется на 10-50% в различных направлениях. При этом липопротеин высокой плотности разворачивается так, чтобы механическое воздействие нанотрубки было минимальным. При этом атомная структура липопротеина сохраняет свою целостность, и процесс разрушения молекулярной системы не наблюдается. Результаты численного эксперимента показали, что на каждом шаге индентирования наблюдается уменьшение энергии вандерваальсового взаимодействия, т.е. система перестраивается так, чтобы взаимодействие липопротеина с нанотрубкой стало более выгодным по энергии. C помощью крупнозернистого молекулярно-динамического моделирования авторами установлено, что при использовании нанотрубок диаметром 0,9 нм и более в качестве наноиндентора наблюдается процесс затягивания молекул - структурных элементов липопротеина высокой плотности - в нанопространство трубки. Полученные результаты позволяют рекомендовать углеродные нанотрубки в качестве капсул для транспортировки лекарств внутрь организма.
Бесплатно
Статья научная
Применение гибридных наногелей в реставрационной стоматологии объясняется их незаменимой ролью в обеспечении биосовместимости, что достигается за счет уникальной наноструктуры и архитектуры их поверхности. В исследовании рассматривается перспективное направление – желатинизация зеина на наночастицах оксида магния. Данные наночастицы имеют большой потенциал для применения в медицине. В статье успешно синтезирован гибридный наногель, содержащий различные концентрации зеина в сочетании с MgO в количестве 0,5, 1 и 1,5 %. Использована атомносиловая микроскопия, которая является наиболее мощным методом в физике, материаловедении и медицинских исследованиях для анализа текстуры поверхности или структуры наночастиц. Обнаружено, что морфология поверхности наногелей была относительно гладкой и широкой для состава 0,5 %, в то время как частицы состава 1,5 % казались значительно меньшими и более плотно распределенными. Это различие показывает, что концентрация частиц сильно влияет на характеристики геля. Изменчивый характер макроскопического поведения материала под влиянием изменений в наномасштабе может быть полезен для медицины и реставрационной стоматологии.
Бесплатно
Статья научная
Случаи расцементировки искусственных коронок на дентальных имплантатах в клинической практике возможны. Для изучения причин нарушения прочности цементной фиксации коронок целесообразно использование математического конечно-элементного анализа напряженно-деформированного состояния всех элементов протезной конструкции при функциональных нагрузках. Проведено трехмерное математическое моделирование напряженно-деформированного состояния имплантата и протезной конструкции при цементной фиксации коронки к абатменту. Изучены параметры напряженно-деформированного состояния в искусственной коронке, имплантате и фиксирующем цементе при вертикальной и наклонной функциональной нагрузках 150 Н. Выявлены оптимальные параметры напряженно-деформированного состояния при вертикальной нагрузке и деформационные изменения цемента при смещении нагрузки на 45 °. Рекомендовано оптимальное положение имплантата относительно покрывающей искусственной коронки для профилактики ее трасцементировки при функциональной нагрузке.
Бесплатно
Статья научная
Целью исследования явилось трехмерное математическое моделирование напряженно-деформированного состояния кортикальной костной ткани нижней челюсти при функциональных нагрузках 150 Н несъемного протеза на имплантатах при полном отсутствии зубов. Использовался метод конечно-элементного анализа. Анализировались области и величина максимальных напряжений в следующих вариантах моделирования: нагрузка бокового или фронтального отделов протеза; наличие 3, 4 и 6 внутрикостных имплантатов; разная длина имплантатов - 8,0; 12,5 и 15,0 мм; разный диаметр имплантатов - 3,5; 3,9; 4,3 и 5,0 мм; установка параллельных имплантатов или по технологии «Все на четырех». Картины распределения напряжений показывают их концентрацию в зоне контакта с имплантатами. Исходя из пределов прочности кортикальной костной ткани - 130 МПа, функциональная нагрузка несъемных протезов на имплантатах в фронтальном отделе нижней челюсти не вызывает в ней предельных напряжений, однако при наличии тонкой и недостаточно плотной кортикальной костной ткани установка имплантатов по технологии «Все на четырех» и « Branemark Novum » в качестве опоры несъемного протеза при полном отсутствии зубов может способствовать функциональной перегрузке периимплантатной костной ткани. Боковая нагрузка протеза в указанных ситуациях вызывает в костной ткани вокруг крайних имплантатов напряжения 39,00 и 32,12 МПа соответственно. Напряжения снижаются при увеличении числа, длины и диаметра имплантатов, а также при межкортикальной и бикортикальной установке имплантатов. Полученные биомеханические закономерности могут быть полезны при выборе методов установки имплантатов, их количества и размерных параметров для несъемного протезирования при полном отсутствии зубов.
Бесплатно
Статья научная
Решается задача о напряженно-деформированном состоянии сопряженных ортотропных сферических оболочек, находящихся под действием внутреннего давления. Такая задача может моделировать поведение корнеосклеральной оболочки глаза при увеличении внутриглазного давления. Моделирование производится с использованием теории оболочек, учитывающей влияние поперечного сдвига, деформирования в направлении нормали к серединной поверхности и поперечных нормальных напряжений. Задача решается в перемещениях. В результате преобразования основных соотношений получена система дифференциальных уравнений шестнадцатого порядка с шестнадцатью граничными условиями. При решении с использованием метода конечных разностей получена общая картина деформации оболочек при различных соотношениях модулей упругости.
Бесплатно
Напряженное состояние пародонта в области пластинчатого имплантата при окклюзионной нагрузке
Статья научная
С позиции биомеханики рассматривается напряженное состояние пародонта в области пластинчатого имплантата. Математическая модель напряженного состояния представляет контактную задачу теории упругости для имплантата и тела челюсти. Контактные граничные условия между деформируемыми телами моделируются с помощью метода штрафных функций. Приближенное численное решение для напряженного состояния пародонта при окклюзионной нагрузке на имплантат получено с помощью метода конечных элементов. Контактные граничные условия моделируются с помощью метода фиктивных областей, представляющего реализацию метода штрафных функций. Выполнены исследования напряженного состояния для двух типов имплантатов: с гладкой боковой поверхностью и имплантата с пористыми вставками из титана. Показано, что применение пористых вставок существенно снижает напряжения в костной ткани при действии на имплантат боковых окклюзионных нагрузок. На основе анализа напряженного состояния предложена статически определимая модель сил, действующих на пластинчатый имплантат.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается система регулирования биотехнической системы на примере лучезапястного сустава. Приводится математическая модель системы регулирования, включающая в себя обратные связи и ПИ-регуляторы по ошибкам углов и угловых скоростей движения лучезапястного сустава в плоскостях приведения – отведения и растяжения – сжатия. Предлагаемая математическая модель также включает блок динамики мышц, и блок перекрестных связей, обусловленных неортогональностью движения в плоскостях приведения – отведения и растяжения – сжатия, что связано с неортогональностью линий действия сил в лучезапястном суставе. Помимо этого, учитываются также возможные запаздывания, которые могут быть связаны с нейрофизиологической обработкой информации, принятия решений и проведения управляющих сигналов. Настройка ПИ-регуляторов осуществляется с использованием генетического алгоритма в рамках оптимизационной задачи. Критерий минимизации строится на основе желаемых показателей качества переходных процессов, таких как время переходного процесса, установившаяся ошибка и величина перерегулирования. Минимизация установившейся ошибки является обязательным критерием, а остальные – опциональные, что обусловлено возможными различными целевыми задачами управления. Проводятся вычислительные эксперименты, в которых настройка ПИ-регуляторов для рассматриваемой системы реализуется для различных конфигураций, соответствующих различным критериям оптимизационной задачи. Результаты проведенных вычислительных экспериментов показывают принципиальную применимость рассмотренного подхода по настройке системы регулирования биотехнической системы с применением оптимизационных процедур при использовании генетического алгоритма в качестве численной оптимизации.
Бесплатно
Статья научная
Нормальное функционирование желудка, двенадцатиперстной кишки и других участков пищеварительного тракта важно для качественного переваривания пищи. Преимущество математических моделей для исследования пищеварительных процессов заключается в возможности прогнозирования характеристик течения пищи в тракте в зависимости от различных условий (свойств пищи, индивидуальных особенностей строения тракта, наличия функциональных нарушений и пр.). Однако для получения адекватных результатов моделирования необходимо определять с требуемой точностью значения параметров модели. Идентификация параметров математических моделей осуществляется, как правило, с использованием экспериментальных данных. Целью данной работы являлась идентификация биомеханических параметров моторной и эвакуаторной функции желудка с помощью натурного эксперимента для последующего использования полученных значений в математической модели. В статье описан порядок проведения экспериментальных исследований для получения индивидуальных параметров методами ультразвукового исследования и биохимических исследований крови. Проведено 10 экспериментальных серий ультразвуковых исследований после приема завтраков, которые существенно отличались по составу и калорийности, включали в себя как сбалансированные рационы (по белкам, жирам, углеводам), так и с преимущественным содержанием жиров, белков или углеводов. В результатах приводятся данные о периоде полувыведения пищи из желудка, параметрах перистальтических волн в антруме (амплитуда, период, скорость), периоде открытия и диаметре пилорического сфинктера. Приведены коэффициенты корреляции, характеризующие связи между составом принятой пищи и параметрами моторно-эвакуаторной функции желудка. Полученные данные в дальнейшем предполагается использовать для построения геометрии индивидуальной формы желудка с переменными во времени параметрами формы и моторики, проведения вычислительных экспериментов с различным составом пищи. В последующих публикациях планируется подробный анализ взаимосвязей результатов биохимических исследований крови с параметрами моторики желудка и составом принятой пищи.
Бесплатно
Статья научная
Представлен разработанный авторами научно-методологический подход к утилизации некачественных лекарственных средств на основе использования микроорганизмов и математического моделирования, обеспечивающий возможность превращения опасных фармацевтических отходов в безопасные для окружающей природной среды. На примере парацетамола предложен алгоритм биодеструкции лекарственных средств, содержащих фенольную гидроксильную группу, актинобактериями рода Rhodococcus. Алгоритм предусматривает использование математической модели, представляющей собой систему кинетических уравнений, адекватно описывающих процесс биодеструкции свободными и иммобилизованными клетками родококков. Модель позволяет прогнозировать поведение исходных лекарственных средств и продуктов их разложения по установленным схемам реакций и найденным константам скоростей, а также окончание процесса биодеструкции и осуществлять переход к проведению его в полупромышленных и промышленных условиях.
Бесплатно
Статья научная
Анализ походки позволяет поставить точный диагноз, зафиксировать прогресс реабилитации, а также правильно адаптировать протез к пациенту. Исследование посвящено изучению различий между выбранным здоровым человеком (OZ) и выбранным человеком после ампутации (OPA) с энуклеацией в коленном суставе при подъеме по лестнице (подъем и спуск). В исследовании приняли участие два добровольца мужского пола примерно одинакового возраста (20-22 года) и роста (180-185 см). Биомеханический анализ проводился с использованием трех протезов, различающихся коленными суставами (1. Blatchford Mercury, 2. Guardian, 3. Ottobock 3R80) и протезами стопы (1. Össur Vari-Flex XC Rotate, 2. SACH, 3. Blatchford Elite 2). Лестница состояла из четырех ступеней (высота 170 мм, ширина 320 мм). Во время эксперимента использовались оптоэлектронная система захвата движения и силовая пластина. Полученные результаты показали ограниченную эффективность подъема и спуска по лестнице с помощью OPA по сравнению с OZ. Наиболее важное различие между здоровым человеком и инвалидом - это их походка, шаг через шаг и шаг за шагом соответственно. Значение вертикальной составляющей силы реакции опоры при подъеме по лестнице у обоих испытуемых одинаково. Анализируемые параметры различаются в зависимости от протезного набора, используемого OPA. Во время спуска OPA может реализовать схему «шаг через шаг», но только с использованием набора протезов 1 (повседневное использование). Тогда силы, действующие на здоровую конечность во время фазы стойки, намного выше, чем для случая OZ, что создает возможность перегрузки данной конечности. Проведенный биомеханический анализ обращает внимание на важность правильного выбора протеза для пациента.
Бесплатно
Независимое управление напряжениями и деформациями в растущих живых тканях
Статья научная
В представленной статье рассматривается концепция независимого управления напряжениями и деформациями применительно к живым тканям, в которых проистекают ростовые процессы. Целенаправленное управление ростовыми деформациями может привести к изменению конфигурации рассматриваемой живой системы без влияния на её напряжённое состояние, что, в свою очередь, может быть полезным для исправления некоторых патологий развития у детей. Для решения подобных задач в данной работе предлагается численный алгоритм, основанный на результатах, полученных в механике сплошной среды. Кроме того, для учёта ограничений, налагаемых природой ростовых процессов, делается попытка математической формализации закономерностей распределения ростовых деформаций в живых тканях.
Бесплатно
