NUMERICAl ANAlYSIS OF STRENGTH AND RIGIDITY OF THE BIOMECHANICAl SYSTEM «BONE-APPARATUS»


Cite item

Full Text

Abstract

Influence of various factors (conditions) on strength and stiffness of the biomechanical system of "machine-bone" was studied using application of extrafocal rod osteosynthesis in cases of long bone fractures. The problem solution of stability of the concerned biomechanical system in which the interaction of "bone-apparatus" is presented in the form of an elastic system consisting of two absolutely rigid links (broken bone), interconnected by elastically deformable elements (unit with titanium rods) having one (the flexural) degree of freedom is shown. Factors influencing the strength characteristics of the web have been identified on the basis of the equation obtained in the course of solving the stability problem. The modeling relationship of the strength characteristics of the rod from its own weight of a person (the load), the rod length and angle of introduction pegs to the longitudinal axis of the bone in the form of full factorial experiment allowed to analyze the significance of their impact. Numerical analysis of the dependence P = f (0, C, l) has shown that the greatest impact on output parameter P (load) has a C (coefficient of rigidity). The significance of impact of this factor exceeds the value of the impact of Θ and l about 6 and 2.6 times respectively. The results are based on previously completed scientific and theoretical research system of "bone-apparatus" strength and stability and laboratory and practical results.

About the authors

R P Matveev

Northern State Medical University

Email: natali.RM@mail.ru
доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой травматологии, ортопедии и военной хирургии Arkhangelsk, Russia

B V Labudin

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. lomonosov

Arkhangelsk, Russia

V S Morozov

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. lomonosov

Arkhangelsk, Russia

A O Orlov

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. lomonosov

Arkhangelsk, Russia

References

  1. Матвеев Р.П., Лабудин Б.В., Морозов В.С., Орлов А.О. Численный анализ прочности и жесткости биомеханической системы «кость - аппарат» // Экология человека. 2017. № 4. С. 58-64
  2. Устройство для репозиции и фиксации фрагментов кости: пат. 1454429 СССР, № А 61 В 17/58; заявл. 30.05.86; опубл. 30.01.89. Бюл. № 4.
  3. Анкин Л.Н., Анкин Н.А. Отсроченный внутренний остеосинтез при лечении огнестрельных переломов // Ортопедия, травматология и протезирование. 2012. № 2. С. 114-118.
  4. Безухое Н.И., Лужин О.В., Колкунов Н.В. Устойчивость и динамика сооружений в примерах и задачах. М.: Стройиздат, 1969. 424 с.
  5. Бейдик О.В., Афанасьев Д.В., Левченко К.К., Марков Д.А., Ван Кай. Лечение переломов диафиза бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа // Гений ортопедии. 2007. № 2. С. 67-70.
  6. Богданович Н.И., Кузнецова Л.Н., Третьяков С.И., Жабин В.И. Планирование эксперимента в примерах и расчетах: учеб. пособие. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. 126 с.
  7. Болотин В.В. Динамическая устойчивость упругих систем. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956. 600 с.
  8. Бондаренко А.В., Смазнев К.В., Печений С.А. Чрескостный остеосинтез повреждений таза и вертлужной впадины при политравме // Гений ортопедии. 2006. № 3. С. 45-51.
  9. Джанелидзе Г.Ю., Пановко Я.Г. Статика упругих тонкостенных стержней. Л.; М.: ОГИЗ Гостехиздат, 1948. 208 с.
  10. Клюшин Н.М., Шляхов В.И., Злобин А.В., Бурнашов С.И., Чакушин Б.Э., Абабков Ю.В., Михайлов А.Г. Чрескостный остеосинтез при лечении остеомиелита длинных костей верхней конечности // Гений ортопедии. 2010. № 4. С. 45-50.
  11. Кобелев И.А., Виноградов В.Г. Компьютерное моделирование и конструирование стержневого аппарата внешней фиксации для остеосинтеза внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости // Врач-аспирант. 2012. № 1.3 (50). С. 418-423.
  12. Крюков В.Н. Механика и морфология переломов. М.: Медицина, 1986. 160 с.
  13. Лабудин Б.В., Санжаровский Р. С., Матвеев Р.П. Устойчивость сжато-изогнутых стержней, усиленных титановыми элементами // Лесной журнал. 2006. № 3. С. 145-150.
  14. Матвеев Р.П., Медведев Г.М., Гудков А.Б. Возрастно-половая и социальная характеристики пострадавших с политравмой в областном центре северного региона в динамике за 20 лет // Экология человека. 2006. № 1. С. 52-54.
  15. Матвеев Р.П., Лабудин Б.В. Дистракционный удлиняющий остеосинтез бедра внеочаговым стержневым аппаратом и его технические решения // Строительная наука - XXI век: теория, образование, практика, инновации северо-арктическому региону: сб. трудов международной научно-технической конференции. Архангельск, 2830 июня, 2016. С. 182-188.
  16. Матвеев Р.П., Лабудин Б.В., Санжаровский Р.С. Внеочаговый стержневой остеосинтез при диафизарных переломах бедра и их последствий // Строительная наука - XXI век: теория, образование, практика, инновации северо-арктическому региону: сб. трудов международной научно-технической конференции. Архангельск. 28-30 июня, 2015. С. 211-218.
  17. Нелин Н.И., Артемьев А.А., Семенистый А.Ю., Ивашкин А.Н., Пешехонов Э.В., Григорян Б.С., Бессараб М.С., Нахаев В.В., Смирнов Л.В. Малоинвазивный остеосинтез длинных трубчатых костей у пострадавших с множественными переломами // Военно-медицинский журнал. 2009. № 12. С. 41-43.
  18. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем: современные концепции, парадоксы и ошибки. 4-е изд., перераб. М.: Наука, 1987. 352 с.
  19. Подрушняк Е.П., Суслов Е.Н. Методы исследования костной системы. Киев: Здоров>я, 1975. 122 с.
  20. Санжаровский Р.С. Устойчивость элементов строительных конструкций при ползучести. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. 280 с.
  21. Санжаровский Р.С., Вареник А.С., Вареник К.А. Устойчивость сжатых деревянных конструкций с учетом мгновенной нелинейности и нелинейной ползучести // Научное обозрение. 2014. № 8 (2). С. 572-575.
  22. Справочник конструктора-машиностроителя / под ред. В.И. Анурьева. М.: Машиностроение, 1982. Т. 1. 650 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2017 Human Ecology


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».