Колмакова Т.В.  

Напряженно-деформированное состояние компактной костной ткани

Для разработки костных имплантатов актуальным является исследование механического поведения костной ткани с учетом индивидуальных особенностей ее строения, так как костная структура изменяется с возрастом, адаптируется и модифицируется в зависимости от окружающей механической обстановки. Костная ткань является биологическим композитом, основу которого составляет органический и минеральный матрикс. Основным элементом конструкции компактной костной ткани являются остеоны, которые представляют собой конструкцию из 4-20 концентрически расположенных ламелл (цилиндрических оболочек) толщиной 3-7 мкм с разными направлениями и углами навивки волокон коллагена. Остеон образуется вокруг центрального гаверсова канала, приблизительно кругового сечения, внутри которого проходят кровеносные сосуды, нервы.
Работа посвящена моделированию структуры и расчету напряженно-деформированного состояния компактной  костной ткани при статическом воздействии. Для расчетов используется конечно-элементный программный комплекс ANSYS. Построена модель компактной костной ткани. В качестве армирующих элементов конструкции рассматриваются остеоны, а в качестве матрицы – прочно склеенные между собой кусочки цилиндрических ламелл. Модельный образец компактной костной ткани представляется совокупностью  структурных элементов, внутри каждого структурного элемента расположен остеон диаметром d1 и диаметром гаверсова канала d. Механические свойства матрицы и армирующих элементов определяются свойствами и ориентацией коллагеново-минеральных волокон.


К списку докладов