Область протезно-восстановительных систем требует глубокого понимания физических переменных, которые влияют на биомеханическое поведение материалов, используемых в биомедицинских приложениях. Чтобы добиться этого, исследователи обратились к анализу методом конечных элементов (FEA) как к ценному инструменту для всесторонней оценки как биологических, так и механических аспектов современных реставрационных систем, даже в случае неоднородных систем. FEA в сочетании с экспериментальной проверкой позволяет оптимизировать критерии проектирования реставраций и выбор материалов, а также прогнозировать места переломов в конкретных условиях нагрузки (Aversa et al., 2016 a-o, 2017 a-e; Mirsayar et al., 2016-). 2017).
Появление технологий аддитивного производства и достижения в области биомеханики и биомиметики (Annnunziata et al., 2006; Apicella et al., 2010; Aversa et al., 2009) открыли новые возможности для проектирования человеческих протезов. Используя неиспользованный потенциал передовых материалов и технологий проектирования, исследователи разработали биофидельные модели конечных элементов, способные точно воспроизводить биомеханическое поведение бедренной кости (см. Рисунок 1).
Бедренная кость человека обладает внутренней структурой, которая эволюционировала для оптимизации распределения массы и расположения кортикальных и трабекулярных типов костей (Тамар Готтесман и Цви Хашин, 1980; Ох и Харрис, 1976). Эта оптимизированная структура позволяет бедренной кости противостоять высоким внешним нагрузкам (Ashman et al., 1984; Dalstyra, 1993). Однако у пожилых людей или людей с длительным бездействием прогрессирующая потеря костной массы ослабляет ее прочность и снижает ее способность противостоять механическим ударам. Это снижение устойчивости является основной причиной чрезвертельных переломов бедренной кости у пожилых людей (Ashman and Rho, 1988; Burnstein et al., 1976; Carter and Hayes, 1977).
Для устранения этих переломов и восстановления функциональности тазобедренного сустава необходимы специальные протезы. В настоящее время тотальная замена тазобедренного сустава, выполняемая пациентам моложе 65 лет, имеющим большую продолжительность жизни и, следовательно, требующим большей долговечности имплантатов, не длится более 15 лет. Разработка инновационных систем протезирования, учитывающих критическую механическую роль трабекулярной кости и неизотропные свойства проксимального конца бедренной кости, имеет важное значение для повышения долговечности и надежности замены тазобедренного сустава.
Проведено правильное выявление изостатических линий и областей изоригидности распределения спеченных металлических трабекулярных решеток между проксимальной и дистальной частями ножки. Этот тщательный анализ позволяет исследователям точно учесть неизотропные свойства проксимального конца бедренной кости и понять решающую механическую роль, которую играет трабекулярная кость. Включив эти результаты в конструкцию новых систем протезирования, можно разработать инновационные решения для повышения общей эффективности и долговечности замены тазобедренного сустава.
В гибких трабекулярных протезах используются передовые процессы изготовления, основанные на технологиях аддитивного производства, а также на основе биомеханики и биомиметики. Используя эти методы, исследователи стремятся использовать неиспользованный потенциал передовых материалов и технологий проектирования для создания протезов, которые точно имитируют биомеханическое поведение бедренной кости.
Заключение
В заключение отметим, что разработка гибких трабекулярных протезов имеет большие перспективы в увеличении долговечности и надежности тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. Правильно идентифицируя изостатические линии и области изоригидности, а также принимая во внимание неизотропные свойства проксимального конца бедренной кости, исследователи могут разработать инновационные системы протезирования, которые максимально используют критическую механическую роль трабекулярной кости. Интеграция передовых производственных процессов и знаний биомеханики и биомиметики позволяет оптимизировать критерии дизайна реставраций, что приводит к созданию протезов, которые точно повторяют биомеханическое поведение бедренной кости и обеспечивают повышенную долговечность и функциональность. При дальнейших исследованиях и проверке эти гибкие трабекулярные протезы могут совершить революцию в области замены тазобедренного сустава и улучшить качество жизни пациентов.
-
Уход За Диабетической Стопой
19 Oct, 24 -
Увеличение Груди Для Омоложения
19 Oct, 24 -
Лечение И Варианты Апноэ Во Сне
19 Oct, 24
