Теория и практика проектирования искусственных биомеханических структур с адаптивными свойствами

Abstract

Объектом исследования являются искусственные биомеханические эндопротезы – коронарный стент и эндопротез тазобедренного сустава. Цель работы – разработка методов проектирования искусственных биомеханических эндопротезов с адаптивными свойствами на основе применения общих принципов восстановления утраченных функций поврежденных органов, в частности, оптимальных конструкций коронарного стента и эндопротеза тазобедренного сустава. В результате исследования были разработаны общие принципы и выделены фазы проектирования биомеханических систем; проведен анализ механических свойств различных материалов, используемых в биопротезах; разработаны математическая и трехмерная конечно-элементная модели биомеханических систем, таких как «кость-имплантат», коронарный стент, с учетом моделей теории восстановления; даны рекомендации по подбору основных параметров проектируемых биопротезов. Методология исследований основана на системном подходе к проблеме, приближенных аналитических и численных методах расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) биомеханических структур в процессе эксплуатации. Исследования состояния биомеханических систем проводились с помощью инженерного пакета Ansys. Результаты работы используются в курсах лекций по дисциплине "Биомеханика".