Математичне моделювання нового ендопротеза для міжтілового спондилодезу поперекового відділу хребта - Корж М.О.; Куценко В.О.; Попов А.І.; Веретельник О.В.; Тимченко І.Б.; Гниря М.Ю.; Ткачук М.М.; Ткачук М.А. (My University, 2019)
Цель: с помощью математического моделирования с использованием метода конечных элементов разработать модель межтелового эндопротеза с дополнительным элементом крепления и оценить напряженно-деформированное состояние системы «тело позвонка – имплантат». Методы: модели созданы в программном продукте SolidWorks. Разработаны и исследованы две расчетные схемы с эндопротезами: 1) титановым цилиндрическим; 2) титановым цилиндрическим с дополнительным элементом крепления — шипом. Условие I этапа работы — отсутствие перемещений элементов контактной пары «имплантат – тело позвонка», II — небольшое относительное скольжение между ними с нулевым трением. Создавали сгибающие нагрузки на сегмент. Результаты: применение дополнительного элемента крепления существенно повышает жесткость всей системы. Происходит перераспределение напряжений с их снижением в эндопротезе с дополнительным элементом крепления на 30 %. Эквивалентные напряжения корковых тканей для первой и второй расчетных схем I этапа исследования оказались близкими по значениям, разница равна 2 %. Для ІІ этапа разница составила 43 %, большие напряжения наблюдали в случае эндопротеза с шипом. Показатели контактного давления в моделях с двумя типами эндопротезов в условиях отсутствия перемещений в системе «имплантат – тело позвонка» близки, разница равна 5 %. В случае моделирования небольшого относительного скольжения между ними с нулевым трением (II этап) разность значений повышается до 54 %, причем меньшее давление соответствует модели эндопротеза с шипом. Выводы: применение усовершенствованной конструкции межтелового эндопротеза с дополнительным элементом крепления в виде шипа является более эффективным для достижения стабилизации в системе «тело позвонка – имплантат» по сравнению с обычным цилиндрическим эндопротезом. Ключевые слова: конечно-элементные модели, межтеловой спондилодез, имплантат, тело позвонка, напряженно-деформированное состояние, контактное давление.
Mathematical modelling of a new implant for interbody lumbar spinal fusion
Keywords: скінченно-елементні моделі; міжтіловий спондилодез; імплантат; тіло хребця; напружено-деформований стан; контактний тиск