Передумови розвитку асептичної нестабільності тотального безцементного ендопротеза кульшового суглоба (біомеханічне та математичне моделювання)

Abstract

The authors developed biomechanical and three-dimensional mathematical models of the femoral component of the endoprosthesis, implanted to the medullary canal of the femoral bone, and studied the stresses, which appeared in the bone around the endoprosthesis stem. A stressed-deformed state of the bone was calculated, when the form of the femoral component of the endoprosthesis absolutely corresponded to that of the medullary canal, and in cases without this correspondence. Also, biomechanical and three-dimensional mathematical models of the acetabulum with a cement-free acetabular prosthesis component were developed. A stressed-deformed state of the bone in cases of the hemispherical shape of the endoprosthesis cup with and without any additional fixing with screws was calculated. An expediency of the use of screws for fixing the endoprosthesis cavity was assessed. A stressed-deformed state of the bone was also calculated for the cases, when the endoprosthesis cup had the shape of a truncated cone

Авторами созданы биомеханическая и трехмерная математическая модели бедренного компонента эндопротеза, имплантированного в костномозговой канал бедренной кости, и изучены механические напряжения, которые возникают в кости вокруг ножки эндопротеза. Рассчитано напряженно-деформированное состояние кости при полном соответствии формы бедренного компонента эндопротеза форме костно-мозгового канала и в случаях, когда это соответствие отсутствует. Также созданы биомеханическая и трехмерная математическая модели вертлужной впадины, протезированной бесцементным ацетабулярным компонентом, изучены механические напряжения, которые возникают в костной ткани вокруг чашки бесцементного эндопротеза. Рассчитано напряженно-деформированное состояние кости при полусферической форме чашки эндопротеза без и с дополнительной фиксацией винтами. Определена целесообразность использования винтов для фиксации впадины эндопротеза. Также рассчитано напряженно-деформированное состояние кости в случае, когда чашка эндопротеза имеет форму усеченного конуса.

Авторами отримано біомеханічну та тривимірну математичну модель стегнового компонента ендопротеза, імплантованого в кістковомозковий канал стегнової кістки, та вивчено механічні напруження, що виникають у кістці навколо ніжки ендопротеза. Визначено пружно-деформований стан кістки при повній відповідності форми стегнового компонента ендопротеза з формою кістковомозкового каналу і в випадках, коли ця відповідність відсутня. Також створено біомеханічну та тривимірну математичні моделі кульшової западини, протезованої безцементним ацетабулярним компонентом, вивчені механічні напруження, що виникають у кістковій тканині навколо чашки безцементного ендопротеза. Визначено пружно-деформований стан кістки при напівсферичній формі чашки ендопротеза без та з додатковою фіксацією гвинтами. Визначено доцільність використання гвинтів для фіксації западини ендопротеза. Також визначено пружно-деформований стан кістки у випадку, коли чашка ендопротеза має форму усіченого конусу.