Исследование Пермского Политеха поможет в разработке костных имплантатов
Источник: Михаил Ташкинов, ПНИПУ По данным статистики, в России остеопороз (разрушение костной ткани) выявлен у 33% женщин и 26% мужчин в возрасте 50 лет и старше. Каждую минуту в стране происходит 7 переломов позвонков, а каждые 5 минут — проксимального отдела бедренной кости. К 2035 г. общее число переломов на фоне остеопороза увеличится с 590 тыс. до 730 тыс. случаев в год. Трабекулярная кость – это один из двух основных типов костной ткани в организме человека. Сложное строение таких костей представляет проблему для анализа возникновения и распространения разрушений в них. Ученые ПНИПУ разработали модели и провели численные эксперименты по разрушению пористой костной ткани, а также изучили их важные механические свойства. Результаты исследования помогут создавать искусственные имплантаты для тканевой инженерии, приближенные к костной ткани по строению, форме и выдерживаемым нагрузкам, что ускорит процесс реабилитации пациентов. Старение организма и некоторые заболевания, которые приводят к снижению костной массы, например остеопороз, уменьшают минеральную плотность и повышают опасность перелома костей. Чтобы снизить риски и оказать своевременную помощь, необходимо понять специфические особенности поведения трабекулярных костей при разрушении. Изучение такой костной ткани традиционными экспериментальными методами затруднительно из-за этических процедур и значительной изменчивости ее микроструктуры. Ученые Пермского Политеха провели исследование, в котором моделировали образование трещин и разрушение губчатой костной ткани. Ученые Пермского Политеха выделяли участки с резким локальным повышением напряжений и определяли возможность зарождения и роста трещины для каждой. Разработанный алгоритм позволяет анализировать прогрессирующий рост трещины в отдельных лигаментах костной ткани – соединительных элементах, образующих пористую структуру кости. – Биомедицинские устройства для замены костных тканей должны максимально соответствовать свойствам кости, в том числе ее механическим характеристикам. Полученные нами модели описывают характер эволюции роста трещин в реальной кости и в дальнейшем помогут в создании искусственных костных заменителей, – поделился кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ Михаил Ташкинов. Исследование ученых Пермского Политеха позволит контролируемо оценивать поведение трабекулярной структуры костей при разрушении в отдельных участках.Научная Россия
Эта новость в СМИ