Статьи журнала - Российский журнал биомеханики
Все статьи: 846
Ускорение головы спортсмена при выполнении силовых приемов в хоккее с шайбой
Статья научная
В современном хоккее с шайбой силовые приемы являются одним из основных элементов противодействия противнику. Однако, наряду с другими игровыми действиями, они часто приводят к травмам. Одна из причин травм - чрезмерное ускорение головы спортсмена, что особенно важно учитывать в детско-юношеском хоккее. В связи с этим в настоящей работе проведен анализ значений ускорения головы спортсмена при выполнении широко применяемых хоккеистами силовых приемов: «толчок плечом в плечо при параллельном движении» и «толчок плечом в плечо при встречном движении». Кроме того, рассмотрены запрещенные правилами, однако также применяемые в ряде случаев приемы: «толчок клюшкой в спину» и «толчок клюшкой в грудь». Ускорение головы определялось посредством специального акселерометрического устройства, включающего укрепленный на шлеме хоккеиста трехкоординатный датчик. В результате измерения ускорения головы двух хоккеистов-юношей среднего возраста при выполнении силовых приемов в процессе тренировки вне льда и на льду обнаружено, что наибольшего значения (27,8 ± 11,1) g ускорение головы достигает при выполнении вне льда запрещенного приема «толчок клюшкой в грудь». При этом максимальное ускорение (50,4 g ) зафиксировано при падении игрока на спину. Защитные действия игрока в остальных случаях привели к существенно меньшим значениям ускорения. На льду наибольших значений (26,8 ± 7,6) g ускорение головы достигает при выполнении приема «толчок плечом в плечо при параллельном движении». При этом максимальное ускорение (42,3 g ) зафиксировано в случае, когда толчок пришелся преимущественно в плечо, а не в спину. Таким образом, формирование технически правильных защитных действий игрока как при тренировке вне льда, так и на льду позволяет снизить риск возникновения травм головы.
Бесплатно
Статья научная
Признано, что Covid -19 в основном передается воздушно-капельным путем. Особенно опасно чихание и кашель больного, когда вместе со струей воздуха, движущейся с большой скоростью (при чихании скорость воздушного потока может быть около 150 км/ч), вылетают капельки жидкости, содержащие вирусы. Для создания физической и численной моделей, описывающих эти процессы, и расчетов концентрации аэрозольных частиц не хватает экспериментальных данных. Дается описание установки для оценки изменяющегося со временем распределения скоростей и изменения формы аэрозольного облака, возникающего при кашле и чихании. Предлагаемый экспериментальный метод позволяет получать данные о распределении относительных скоростей при однократном акте выделения воздуха. Эти данные затем калибруются по измерениям абсолютной скорости с помощью датчика с низкой чувствительностью, устанавливаемого вблизи источника. Целью проводимых исследований является определение направления и скорости движения облака, несущего капли с вирусом, а также времени его прохождения мимо потенциальных реципиентов. По этим данным можно оценить полученную дозу инфекции и зависимость этой дозы от расстояния между источником и человеком, находящимся недалеко от него. Исследование не претендует на полноту, которая может быть достигнута при изучении больших групп испытуемых, но после его завершения сможет служить исходным материалом для приближенных к реальности цифровых моделей передачи инфекции. Работа содержит также предварительные результаты первого цикла экспериментов на этой установке. На основе полученных результатов даются практические рекомендации, направленные на противодействие распространению инфекции.
Бесплатно
Статья научная
Теоретически и экспериментально исследуются биологически адекватные принципы устойчивого управления движением тела стоящего гуманоида. Теоретическая часть основана на количественном анализе биомеханической модели тела человека с некоторыми типичными антропометрическими параметрами. Экспериментальная часть включает измерения на антропоморфном роботе, в котором реализованы принципы устойчивого управления, найденные теоретически. Анализ проводится в терминах движений вдоль собственных векторов динамического уравнения («собственных» (естественных) синергий, исследованных авторами ранее в экспериментах с движениями человека). Основным результатом работы явилось экспериментальное подтверждение возможности устойчивого управления реальным механическим антропоморфным роботом путем независимого управления каждой из естественных синергий.
Бесплатно
Статья научная
Зависимость модуля упругости трабекулярной костной ткани от объемного содержания матрикса используется при моделировании процесса адаптации костной ткани как изотропной среды, поскольку устанавливает связь механических свойств с параметрами структуры. Известные зависимости имеют вид степенной функции модуля упругости материала трабекулы и объемного содержания матрикса. Они чувствительны к локализации губчатой костной ткани и удовлетворяют определяющему соотношению Ковина ( Cowin, 1976). Однако они обладают неопределенной погрешностью, поскольку не учитывают ориентацию трабекул, влияющую на выбор модуля упругости материала трабекулы, а также свойство минимальности структуры (Бэрджери - Ру, Berjery - Roux, 1895), согласно которому максимальная прочность достигается при минимальных затратах материала, т.е. плотности. Цель настоящего исследования - уточнение данной зависимости, основанное на учете этих фундаментальных свойств строения трабекулярной костной ткани. В соответствии с законом Вольфа ( Wolff, 1892) трабекулы костной ткани в результате структурной адаптации ориентированы продольной осью вдоль траектории первого главного напряжения. Этим обеспечивается наибольшая прочность структуры, и, следовательно, модуль упругости материала трабекулы равен модулю упругости трабекулы в направлении ее продольной оси. Для учета свойства минимальности показатель степенной функции в соотношении для упругого модуля материала представляется линейной функцией от объемного содержания матрикса, где коэффициент, стоящий перед объемным содержанием матрикса, находится из условия предполагаемой (в силу завершенности эволюции) однородности критерия оптимальности для минимальной структуры в рассматриваемой области костной ткани. Критерий оптимальности заключается в стремлении к максимуму отношения предела прочности к плотности (Образцов, 1989). Учет строения трабекулярной структуры приводит к возрастанию локального и среднего по области проксимального отдела бедра модуля упругости (на 84%) и уменьшению относительного стандартного отклонения (на 40%), не изменяя характер распределения.
Бесплатно
Уточнение прикуса на основе биомеханического моделирования
Статья научная
В данной работе на основе задачи управления коррекцией прикуса с учетом положения диска височно-нижнечелюстного сустава моделируется влияние положения нижней челюсти на усилия в жевательных мышцах и реакции височно-нижнечелюстных суставов. Получены зависимости усилий жевательных мышц и реакции височно-нижнечелюстных суставов при варьировании параметров прикуса в физиологическом диапазоне их нормальных значений при ограничениях на напряжения в теле нижней челюсти и диске височно-нижнечелюстного сустава. Разработана методика уточнения положения прикуса, параметры которого выбраны стоматологом, с анализом усилий жевательных мышц и реакции височно-нижнечелюстных суставов, а такжес анализом напряжений, возникающих в теле нижней челюсти и диске височно-нижнечелюстного сустава. Данные результаты позволяют дать рекомендации по уточнению выбранного стоматологом варианта коррекции прикуса с долгосрочным прогнозом возможности появления патологических изменений в зубочелюстной системе. Предложенная методика уточнений положения прикуса дополняет существующую методику коррекции количественными показателями, позволяющими уменьшить, по-нашему мнению, количество повторных обращений и вероятность появления негативных последствий, связанных с изменением прикуса. В работе приведен пример использования данной уточняющей методики коррекции прикуса и проанализированы полученные результаты.
Бесплатно
Уточненное описание управляемого движения верхней конечности при активации скелетной мышцы
Статья научная
Разработано новое уточненное описание управляемого движения основных элементов опорно-двигательной системы человека в процессе активации скелетных мышц c учетом вязкости и нелинейно-вязкоупругого характера деформирования не только мышечных, но и соединительных тканей. В качестве базовой использована ранее предложенная авторами трехэлементная модель скелетной мышцы, состоящая из нелинейно-вязкоупругого элемента, описывающего деформирование оболочки мышцы, нелинейно-упругого элемента, описывающего деформирование актиновых и миозиновых нитей при сокращении мышцы, и сократительного элемента, формализующего актомиозиновое взаимодействие. С целью адекватного моделирования эквивалентной тяги, образованной мышцей и соединительными тканями, к трем перечисленным выше элементам последовательно присоединен нелинейно-вязкоупругий элемент, описывающий деформирование сухожилия. Для апробации предложенной биомеханической модели анализируется подъем груза верхней конечностью (рукой) человека. Проведенные расчеты показали возможность описания явлений «задержки» начала движения при активации мышцы и возникновения затухающих колебаний звеньев опорно-двигательной системы около равновесного состояния. В рассмотренном примере величина задержки составила 0,08 с, а период угловых колебаний - 0,55 с соответственно. При t > 1,5 c колебания практически прекращаются. Помимо рационализации спортивных тренировок и трудовой активности, разработанная модель и методика расчета представляют интерес для воспроизведения мышечной активации в «умных» материалах высокомолекулярной природы, используемых при создании интеллектуальных приводов и конструкций управляемой конфигурации.
Бесплатно
Статья научная
Проведен статистический анализ зависимости тотального уровня аберраций и интегрального уровня аберраций высших порядков (здесь и далее - аберраций высших порядков) в зависимости от вида клинической рефракции и степени аметропии. Выполненные расчеты позволили сделать вывод о том, что аберрации высших порядков присущи как глазам с эмметропией (нормальным зрением), так и глазам с аметропиями (миопией и гиперметропией). Оказалось, что тотальный уровень аберраций глаза в целом напрямую коррелирует со степенью аметропии и статистически значимо возрастает при увеличении степени аметропии (сферического компонента рефракции). Аберрации же высших порядков практически не меняются на глазах с эмметропиями и аномалиями рефракции. По уточненным данным выявлено, что на глазах с гиперметропией слабой и средней степени интегральный уровень аберраций высших порядков выше, чем при миопии и эмметропии, но с незначительной статистически достоверной разницей.
Бесплатно
Факторы разрыва аневризм сосудов головного мозга: обзор литературы
Статья научная
Аневризмы являются патологическими расширениями просвета сосудов. Разрыв аневризм ведет к субарахноидальному кровоизлиянию и, как следствие, к геморрагическому инсульту. Смертность при этом достигает 45%, а половина выживших испытывает серьезные неврологические проблемы. Диагностирование аневризм сосудов головного мозга затруднено вследствие того, что они, как правило, не имеют характерных симптомов. Тем не менее диагностика при помощи компьютерной или магнитно-резонансной томографии позволяет выявлять аневризмы и определять их морфологию довольно точно. Сегодня проблема выявления и определения характеристик аневризм стоит весьма остро, так как превентивное хирургическое лечение влечет серьезные постоперационные осложнения, а несвоевременное лечение приводит к их разрыву и, как следствие, к инсульту. Выработка методов и критериев оценки риска разрыва аневризм является актуальной научной проблемой. Необходимо понимать, является ли та или иная аневризма склонной к разрыву, чтобы сформировать тактику лечения. Авторами в первую очередь оцениваются абсолютные размеры, а также относительные геометрические характеристики. Эти данные могут быть получены на основе выполнения диагностических процедур при помощи компьютерной и магнитно-резонансной томографии. Отдельно стоит отметить механические факторы, которые идентифицируются на основе натурных и численных экспериментов. В данной работе выполнен обзор современных исследований, посвященных выявлению и обоснованию применимости предикторов и факторов разрыва внутричерепных аневризм. Приведены числовые значения факторов, а также поднят вопрос о возможности их применения в диагностике и предоперационном планировании лечения.
Бесплатно
Феномен статистической неустойчивости в оценке произвольных и непроизвольных движений
Статья научная
В 2016 году исполняется 120 лет со дня рождения Н.А. Бернштейна. Его критическая статья в адрес условно-рефлекторной теории И.П. Павлова была опубликована почти 60 лет назад, но до настоящего времени гипотеза «повторение без повторения» Бернштейна так и не изучена. Количественное описание подобных экспериментальных результатов сейчас выполнено нами на основе построения матриц парных сравнений выборок, в условиях многократных повторений регистрации движений. Конкретные количественные результаты демонстрируют различия между произвольными (теппинг) и непроизвольными (постуральный тремор) движениями. Доказывается, что в рамках статистической оценки существенных различий между этими движениями нет. Представлены новые методы расчета психофизиологических параметров человека. Вводится новое понятие эффекта Еськова-Зинченко, который демонстрирует хаотический калейдоскоп статистических функций распределения f ( x ) получаемых выборок, спектральных плотностей сигналов и их автокорреляций A ( t ). Обсуждается роль сознания в организации различных видов движения. Доказывается, что якобы непроизвольные движения (тремор) и произвольные движения (теппинг) с позиций стохастического подхода мало отличаются друг от друга. Эти два типа движений хаотичны по сути, так как статистические функции распределения f ( x ) получаемых подряд выборок хаотически изменяются. В рамках новой теории хаоса-самоорганизации предлагаются методы расчета матриц парных сравнений выборок, которые обеспечивают выявление четких различий между тремором и теппингом, т.е. между непроизвольными и произвольными движениями. Сама произвольность, т.е. усиление сознания в организации движений, осуществляется увеличением доли стохастичности в сравниваемых подряд выборках треморограмм и теппинграмм испытуемых. Это представляет количественно эффект Еськова-Зинченко не только в оценке организации движении, но и в осуществлении регуляции различных других функциональных систем организма, которые обеспечивают гомеостаз.
Бесплатно
Статья научная
В статье даны физиологические обоснования впервые разработанного в отечественной медицине метода искусственной коррекции движений посредством электрической стимуляции мышц. Рассмотрены следующие аспекты: 1) идеология метода - фазовая электрическая стимуляция мышц в двигательном цикле в интервалах их наибольшего возбуждения и сокращения; 2) основные функции искусственной коррекции движений (терапевтическая, диагностическая, прогностическая); 3) концепция дефицита мышечной функции при патологической ходьбе; 4) гипотеза образования нового двигательного навыка под влиянием фазовой электрической стимуляции; 5) физиологические обоснования основных технологических операций при проведении метода искусственной коррекции движений (выбор корректируемых движений и стимулируемых мышц, определение амплитудной и временной программ электрической стимуляции, установление режимов электрической стимуляции при ходьбе). В заключение подчёркнута высокая эффективность метода искусственной коррекции движений для реабилитации большого контингента больных с нарушениями опорно-двигательных функций.
Бесплатно
Функциональная асимметрия мозга: механика пространственной организации мозга человека
Статья научная
Исследуется функциональная асимметрия мозга. Зависимость интеллектуальной деятельности человека в ее связи с функциональной асимметрией проверяется на основе эмпирического материала электроэнцефалографии. При тестировании электроэнцефалографии были проведены три дополнительных теста электроэнцефалографии по отношению к рутинным вариантам тестирования (подражание биологическому движению, подражание небиологическому движению, выполнение самостоятельных движений). Расчет средних значений импульсов электрозатрат мозга в симметричных точках снятия показаний электроэнцефалографии по всем испытуемым (51 человек) обнаружил, что в 80% случаев коэффициент корреляции больше 0,99, что статистически означает совпадение результатов измерений. Однако в 20% случаев статистические значения отражают несовпадение результатов в симметричных точках снятия показаний всех типов волн. Сделан вывод об относительности межполушарной асимметрии, так как оба полушария включаются в выполнение одних и тех же упражнений, участвуя в одних и тех же родах деятельности. Левое полушарие не только логически активно, но и функционирует в эмоционально-чувственной фазе активности (у праворуких), и наоборот, при повторном выполнении одних и тех же заданий начинает преобладать повышение амплитуды волн импульсов нейронов. Фиксируемое таким образом возбуждение (мю-ритм импульсов нейронов, или ритмы так называемого «холостого хода») означает переключение затрат энергоактивности мозга с одного полушария на другое: по законам соотношения тормозной доминанты и возбуждения пластичная реактивность в нейронной сети возможна лишь тогда, когда значительная область системы нейронов заторможена. Следовательно, роль функциональной асимметрии значительнее, чем роль межполушарной асимметрии. Спонтанная активность нейронов мозга, связанная с когнитивной мыслительной активностью, возникает на фоне десинхронизации эмоционально-чувственной активности. В результате энергозатраты идут не непосредственно на выполнение операции, а на создание подходящего фонового условия - подавление ритмов, связанных с жизнеобеспечением.
Бесплатно
Статья научная
Обследовано состояние насосной функции сердца, общего периферического сосудистого сопротивления и податливость артериального русла (начальная систолическая и конечная систолическая) в покое и при проведении дозированного изометрического нагрузочного теста с полиреокардиографическим мониторированием показателей гемодинамики у 169 больных гипертонической болезнью, из них 39 с перенесенным инфарктом миокарда, и у 150 здоровых людей. Отмечено выраженное снижение податливости артерий у больных гипертонической болезнью как в покое, так и на фоне нагрузки. Степень снижения податливости артерий зависела от стадии заболевания и была максимальной при гипертонической болезни III стадии, ассоциированной с перенесенным инфарктом миокарда.
Бесплатно
Хаотическая динамика параметров треморограмм в условиях стресс-воздействий
Статья научная
Выполнено практическое применение теории хаоса - самоорганизации в оценке стресс-реакции нервно-мышечной системы испытуемых на локальное низкотемпературное воздействие (охлаждение кисти руки). Показана низкая эффективность статистических методов расчета параметров треморограмм и высокая эффективность расчета параметров хаоса треморограмм. Практическая возможность применения метода расчета параметров фазовых пространств в двухмерном фазовом пространстве демонстрирует количественную меру реальных изменений параметров нервно-мышечной системы человека в условиях холодового воздействия. Анализ состояния биомеханической системы производился на основе сравнения площадей s фазовых плоскостей мужчин с различной физической подготовкой и метода расчета матриц парных сравнений выборок треморограмм. В конечном итоге анализ состояния биомеханической системы проводился на основе сравнения площадей фазовых плоскостей. Площади находились как произведение двух вариационных размахов фазовых координат Δ x 1 и Δ x 2, где x 1 - перемещения конечности, а х 2 - координата скорости перемещения конечности, х 2= dx 1/ dt. Уже в первом приближении площади фазовых плоскостей демонстрировали различия значений до и после локального холодового воздействия. После локального холодового воздействия на конкретных примерах происходит увеличение площадей фазовых плоскостей в 2-3 раза. При внешнем воздействии (холодовом) увеличивается доля стохастики, и у обоих испытуемых распределение площадей нормальное (в спокойном состоянии распределение ненормальное). Локальное холодовое воздействие приводит к трехкратному увеличению числа пар k совпадений выборок треморограмм у мужчин, и это не зависит от их физической подготовки. Такие охлаждения (как стресс-агенты) проявляются в рамках именно нового подхода (по параметрам площадей фазовых плоскостей).
Бесплатно
Статья научная
В период пандемии, вызванной вирусом CoViD -19, особого внимания требуют люди, относящиеся к группам риска. Одна из причин, которые формируют риск-факторы, - это нарушение адекватного кровообращения. Оценка резистентности микроциркуляции путем исследования эффективности функционального состояния резистивных сосудов - одна из ключевых проблем, связанных с кровообращением при артериальной гипертензии, сахарном диабете, феномене Рейно. В статье рассмотрены новейшие средства современной медицины - чат-бот-системы - и приведены некоторые пилотные результаты их апробации. В период карантинных ограничений, в том числе физического дистанцирования, особенно важен постоянный домашний контроль за лицами, нуждающимися в профилактике. Это можно осуществлять посредством простейших чат-бот-систем, которые описаны в статье.
Бесплатно
Численная модель прыжка с шестом с помощью конечно-элементного анализа
Статья научная
Рассматриваются прыжки с шестом как сложная дисциплина легкой атлетики, в которой спортсмены используют гибкий шест для преодоления высокой планки. В исследовании рассматриваются задачи, связанные с этой дисциплиной, включая влияние материала шеста, физических возможностей прыгуна и техники прыжков на спортивные результаты. В работе представлен новый анализ методом конечных элементов ( FEA ) в ANSYS , сфокусированный на преобразовании энергии в процессе взаимодействия шеста и прыгуна. Результаты моделирования подчеркивают влияние жесткости и длины шеста на высоту прыжка, а также влияние синхронизации между шестами и их положениями на результат. Также в статье подчеркивается, что результативность прыжков с шестом неразрывно связана с особенностями движения прыгуна и его способностью оптимизировать взаимодействие с шестом. Такое более глубокое понимание может помочь улучшить индивидуальные результаты в легкой атлетике.
Бесплатно
Статья научная
Главная цель исследования заключается в численной оценке с помощью метода конечных элементов того, как внутримозговой штифт, используемый для коррекции излома кости, влияет на поведение окружающих тканей. В процессе роста собаки могут испытывать неприятности от проксимальной лучелоктевой неконгруэнтности. Это в сочетании с фрагментацией медиального клювовидного отростка может также вызвать хрупкость передней конечности. Хирургическая процедура, используемая для лечения этой проблемы и восстановления нормальной подвижности собаки, основывается на хирургическом переломе, что позволяет восстановить правильный сустав. Были использованы три конечно-элементные модели, которые позволили проанализировать, как локтевая кость ведет себя после лечения при наличии внутримозгового стержня и после его удаления. Для этих трех моделей были проанализированы главные деформации, эквивалентные напряжения по Мизесу и перемещения. Результаты показали, что вставление внутримозгового штифта влияет на поведение кости, уменьшая минимальные главные деформации в пораженной области и, следовательно, увеличивая риск резорбции кости.
Бесплатно
Статья научная
Настоящее исследование посвящено оценке усталостной прочности конструкции самораскрывающегося опорного каркаса протеза клапана из никелида титана при воссоздании условий первичной имплантации в митральную позицию. Объектом исследования является стентоподобный опорный каркас, представляющий собой ячеистую конструкцию, выполняющую функцию основного крепления и поддержания формы створчатого аппарата и обшивки. Исследование включало две стадии формирования напряженно-деформированного состояния опорного каркаса: создание прочностной математической модели, обеспечивающей оценку состояния конструкции опорного каркаса в финальном состоянии и оценку усталостной прочности конструкции опорного каркаса при упаковке и раскрытии конструкции. Показано, что в ходе упаковки каркаса в систему доставки (обжатие) отмечена высокая степень локализации неупругих деформаций, приводящих к поверхностному разрушению ряда ячеек и сопряжений на конечной стадии процесса обжатия. В ряде вершин ячеек и сопряжений каркаса отмечено превышение коэффициента усталостной прочности своего предельного значения, что говорит об их разрушении под действием длительных циклических знакопеременных нагрузок. Основное влияние на усталостную прочность конструкции оказывает напряженно-деформированное состояние, полученное на этапах обжатия и имплантации. Для удовлетворения условиям статической и усталостной прочности требуется модификация конструкции опорного каркаса
Бесплатно
Статья научная
В ранее опубликованных работах авторов исследовалась адгезионная прочность при статической нагрузке на разрыв стоматологических цементных соединений индивидуального фрезерованного трансдентального имплантата с твердыми тканями корня зуба. На втором этапе исследовалось влияние искусственно сформированной шероховатости поверхности имплантатов на адгезионные свойства цементного соединения имплантат-зуб. Имплантаты подвергались пескоструйной обработке гранулами оксида алюминия размером 50, 150, 250 мкм - наилучшей оказалась искусственная шероховатость при обработке гранулами в 250 мкм. В настоящей работе представлен следующий этап исследований - влияние толщины цементного соединения «трансдентальный имплантат-цемент-дентин зуба» на его адгезионные свойства. Перед фрезерованием образцов трансдентальных имплантатов на цифровой модели проводили редукцию внутрикорневой части имплантата на 20, 50 и 100 мкм, подвергали пескоструйной обработке порошком оксида алюминия зерном 250 мкм и фиксировали в удаленном зубе цементы, наилучшим образом зарекомендовавшие себя в предыдущих исследованиях. Все испытания проводились на экспериментальной установке Instron 5900. Рассматривались имплантаты из диоксида циркония в сочетании с двумя наиболее эффективными цементами Fuji -1 и Multilink-N (с наиболее высокими адгезионно-прочностными характеристиками). В результате экспериментов сочетание материала из диоксида циркония с цементом Fuji -1 оказалось значительно лучше, чем с цементом Multilink-N . В работе проведено компьютерное моделирование процесса вытягивания прототипа циркониевого имплантата из образца корня зуба с различными толщинами цементной пленки: 20, 50 и 100 мкм. Получено удовлетворительное качественное и количественное согласование результатов трехмерного численного анализа с экспериментом: при уменьшении толщины цементной пленки от 100 до 20 мкм наблюдается улучшение свойств адгезионного соединения, а толщину 50 мкм можно считать оптимальной.
Бесплатно
Статья научная
Для изучения физико-механических свойств штифтовых культевых конструкций из диоксида циркония, изготовленных методом компьютерного моделирования и фрезерования (CAD\CAM), напряженно-деформированного состояния и их прочностных характеристик были проведены численно- экспериментальные исследования. Образцы представляли собой систему, состоящую из ранее удаленных зубов-премоляров с отсутствующей анатомической коронкой, препарированным корневым каналом и фиксированной в нем штифтовой культевой вкладкой, искусственной коронкой из диоксида циркония, фиксированной на культевой вкладке, и части корня. Препарированные зубы, подготовленные к установке штифтов, сканировались в зуботехнической лаборатории, после чего проводилось фрезерование вкладок из диоксида циркония. Исследовались две группы образцов: в первой группе они подвергались обработке в пескоструйной установке; во второй группе они не были подвержены никакой механической и температурной обработке. Для проведения испытаний прочности образцов на сжатие использовалась универсальная напольная машина для электромеханических испытаний Instron 5982 в статическом режиме в условиях однократной возрастающей нагрузки. Образцы испытывались с вертикальной нагрузкой и под углом 15º с пескоструйной обработкой порошком оксида алюминия и без обработки. Для каждого варианта получено значение силы, при которой происходило разрушение образца. Также было проведено численное исследование методом конечных элементов на разработанной математической модели зависимости напряженно-деформированного состояния образца от приложенной функциональной нагрузки, действующей вертикально на окклюзионную поверхность зуба и под углом 15º. Задача рассматривалась в осесимметричной постановке. Компьютерная модель включала зуб-премоляр с коронкой, корнем и штифтовой культевой вкладкой с учетом механических свойств материалов каждого из этих элементов. При увеличении угла действующей на коронку нагрузки от 0 до 15º разрушение образца наступает при меньших её значениях, примерно на 10-12 %; максимальные значения напряжений определились в верхней части коронки и шейке зуба (соединение коронки с корнем) - в экспериментах разрушение происходило именно в этих местах. Сравнение экспериментальных усредненных значений нагрузок, при которых происходило разрушение образцов, с численными значениями показало их хорошее согласование.
Бесплатно
