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.

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.

Источник РИА