«Сложный случай»: российские ученые испытали уникальный эндопротез
Ученые СПбПУ провели испытания уникального эндопротеза для онкологического пациента. Они оценили прочность биомеханической конструкции при ходьбе (наиболее реалистичная модель нагрузки), используя современные технологии компьютерного моделирования и инжиниринга. Результаты работы представлены в научной статье в высокорейтинговом международном журнале Materials, MDPI.
Сотрудники Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого провели расчетное исследование персонализированного эндопротеза тазобедренного сустава для пациента ФГБУ НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава России.
"Эндопротез, который мы рассмотрели в данном случае — не самый часто встречающийся в практике объект, такая конструкция используется только в сложных случаях", — сообщил ведущий инженер Инжинирингового центра CompMechLab (ключевое подразделение Центра НТИ СПбПУ) Михаил Жмайло.
По его словам, в более простых ситуациях применяются серийные комплекты, на основе которых можно прямо в операционной собрать, как из конструктора, эндопротез сложной формы.
Виртуальные испытания уникального эндопротеза
Виртуальные испытания уникального эндопротеза
Виртуальные испытания уникального эндопротеза
Виртуальные испытания уникального эндопротезаВиртуальные испытания уникального эндопротезаВиртуальные испытания уникального эндопротезаВиртуальные испытания уникального эндопротезаВиртуальные испытания уникального эндопротеза
Наряду с детальным учетом особенностей формы костной основы и геометрии имплантата, инженеры-исследователи учли неоднородность механических характеристик костной ткани и ее разделение на более жесткий кортикальный и более податливый спонгиозный слои — так удается лучше описать поведение кости, потому как целостность таза зачастую подвергается риску.
Как пояснил инженер Центра компетенций НТИ СПбПУ Дмитрий Соловьев, использование цифрового проектирования и моделирования дают более точный результат, позволяя с более реалистично восстановить биомеханику пациента.
«Расчетные исследования, подобные проведенному нами, позволяют снизить вероятность возникновения проблем у пациентов с индивидуальными конструкциями. Крайне важно, чтобы после операции человек вернулся к нормальной жизни», — добавил он.
Научная группа давно работает с данным классом задач.
«Постепенно мы стараемся совершенствовать применяемые методики и подходы, задействуем новые более эффективные программные системы и аппаратные решения, чтобы ускорить процесс подготовки моделей и проведения виртуальных испытаний для моделируемых систем «скелет-эндопротез», — отметил ведущий научный сотрудник Центра компетенций НТИ СПбПУ Леонид Маслов.
В частности, по его словам, в своих работах исследователи широко применяют ресурсы суперкомпьютерного центра «Политехнический», что позволяет им не задумываться о ресурсоемкости задач, а в большей степени фокусироваться именно на качестве получаемого решения.
