TY - JOUR

T1 - ОПТИМИЗАЦИЯ АУГМЕНТАЦИИ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ТИТАНОВЫМИ ЯЧЕИСТЫМИ ИМПЛАНТАТАМИ В ОПЕРАТИВНОЙ ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ

AU - Гилев, Михаил Васильевич

AU - Волокитина, Елена Александровна

AU - Логинов, Юрий Николаевич

AU - Голоднов, Антон Игоревич

AU - Степанов, Степан Игоревич

AU - Антониади, Юрий Валерьевич

AU - Измоденова, Мария Юрьевна

AU - Зверев, Федор Николаевич

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Интенсивность использования титановых имплантатов в оперативной травматологии и ортопедии непрерывно увеличивается. Широкое применение титана и его сплавов обусловлено высокой биохимической и биомеханической совместимостью этих материалов с живыми тканями. Цель. Изучить влияние пористости сетчатой структуры на модуль упругости и предел текучести ячеистого имплантата из сплава Ti-6Al-4V путем расчетов, выполненных с применением метода конечных элементов. Материалы и методы. Как модельный материал был взят титановый сплав Ti-6Al-4V. В качестве базовой архитектуры использовали сетчатую структуру, элементарная ячейка которой состоит из цилиндров, ориентированных в пространстве под углом 109°28′ друг к другу. Для проведения расчетов в программном пакете Solid Works построены 3D модели элементарной ячейки с разной долей пор. Образцы проектировали в форме куба с открытой пористостью, при этом сторона куба составляла не менее 10 размеров поры и не менее 10 мм. Был проведен опыт на сжатие, регламентированный стандартом ISO 13314. Для проведения расчетов в модуле Mechanical Structure комплекса программ ANSYS построены тетрагональные сетки для всех типов образцов. Для проверки корректности результатов в модуле Mechanical Structure комплекса программ ANSYS оценивалась сходимость расчетов по минимальному значению перемещений вдоль оси нагружения Y. Результаты. При помощи расчетов создана ячеистая структура имплантата с понижением модуля упругости более чем в три раза по отношению к компактному титановому сплаву. Выявлены зоны локализации эквивалентных напряжений, даны рекомендации по возможному улучшению архитектуры имплантата. Заключение. Данное исследование показало, что с позиции прочностных свойств использование пористого титана для замещения дефектов кости является перспективным направлением в совершенствовании методов костной пластики.

AB - Интенсивность использования титановых имплантатов в оперативной травматологии и ортопедии непрерывно увеличивается. Широкое применение титана и его сплавов обусловлено высокой биохимической и биомеханической совместимостью этих материалов с живыми тканями. Цель. Изучить влияние пористости сетчатой структуры на модуль упругости и предел текучести ячеистого имплантата из сплава Ti-6Al-4V путем расчетов, выполненных с применением метода конечных элементов. Материалы и методы. Как модельный материал был взят титановый сплав Ti-6Al-4V. В качестве базовой архитектуры использовали сетчатую структуру, элементарная ячейка которой состоит из цилиндров, ориентированных в пространстве под углом 109°28′ друг к другу. Для проведения расчетов в программном пакете Solid Works построены 3D модели элементарной ячейки с разной долей пор. Образцы проектировали в форме куба с открытой пористостью, при этом сторона куба составляла не менее 10 размеров поры и не менее 10 мм. Был проведен опыт на сжатие, регламентированный стандартом ISO 13314. Для проведения расчетов в модуле Mechanical Structure комплекса программ ANSYS построены тетрагональные сетки для всех типов образцов. Для проверки корректности результатов в модуле Mechanical Structure комплекса программ ANSYS оценивалась сходимость расчетов по минимальному значению перемещений вдоль оси нагружения Y. Результаты. При помощи расчетов создана ячеистая структура имплантата с понижением модуля упругости более чем в три раза по отношению к компактному титановому сплаву. Выявлены зоны локализации эквивалентных напряжений, даны рекомендации по возможному улучшению архитектуры имплантата. Заключение. Данное исследование показало, что с позиции прочностных свойств использование пористого титана для замещения дефектов кости является перспективным направлением в совершенствовании методов костной пластики.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=32367168

U2 - 10.22138/2500-0918-2017-14-4-435-442

DO - 10.22138/2500-0918-2017-14-4-435-442

M3 - Статья

VL - 14

SP - 435

EP - 442

JO - Вестник Уральской медицинской академической науки

JF - Вестник Уральской медицинской академической науки

SN - 2073-9125

IS - 4

ER -