08.09.20
Ученые физико-технического факультета Томского госуниверситета и Института физики прочности и материаловедения СО РАН в научной статье описали поведение системы «кость-эндопротез» в тазобедренном суставе при малых физиологических нагрузках – ходьбе, приседаниях, поворотах. Результаты этих исследований являются частью масштабного проекта по разработке программы для моделирования индивидуальных протезов. Расчеты позволят улучшить качество протезов и снизить затраты на их производство. Также это исследование развивает персонифицированный подход к пациентам, что значительно улучшает качество их жизни.
Тазобедренный сустав является основным опорным суставом, на него приходится значительная нагрузка при ходьбе, беге и переносе тяжестей. Потребность в моделировании и производстве индивидуальных и качественных протезов растет с каждым годом, например, в России с 2008 по 2013 число операций выросло в 2,5 раза. При этом доля стоимости эндопротезасоставляет 55% от общей стоимости операции и реабилитации, а доля импортных изделий на российском рынке составляет около 95%,
– рассказала научный сотрудник ТГУ и ИФПМ Галина Еремина.
В России для изготовления протезов используют сплав кобальт-хром, однако в других странах используют более безопасный титан, а головку протеза для упрочнения покрывают специальным слоем нитрида титана (азотируют). На примере этого сплава ученые рассмотрели, как покрытие протеза – его толщина, способ нанесения, шероховатость и другие параметры – влияет на характеристики и изнашиваемость изделия при физических нагрузках.
При расчетах томские физики первыми в России учли, что костная ткань – это насыщенный жидкостью материал. В статье они доказали, что при увеличении массы тела или выполнении тяжелых физических упражнений увеличивается склонность к переломам кости вблизи протеза. Кроме того, если нагрузка превышает естественный физиологический уровень, то накопление микро- и макротрещин в костной ткани может также привести к отказу протеза.
Произведенные расчеты – часть проекта по разработке программы, которая позволит моделировать качественные персонализированные протезы тазобедренных суставов.
Полученные данные важны для создания индивидуальных протезов для конкретного человека и развития в России персонализированной медицины. В результате можно будет построить компьютерную модель, взять конкретные параметры пациента – вес, плотность кости и другие – и создать практически идеальный протез,
– подчеркнул соавтор, профессор физико-технического факультета ТГУ Алексей Смолин.
Ученые отметили, что создание качественных протезов может снизить количество повторных операций по замене изделия и, соответственно, уменьшить финансовую нагрузку на систему здравоохранения.
Пресс-служба Томского государственного университета
Нет комментариев