Суббота, 19.07.2025, 08:03 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [792]
Жара [620]
Засуха [213]
Землетрясение [2249]
Извержение [1104]
Космос [413]
Лавина [142]
Мороз [315]
Наводнение,цунами [1120]
Оползень,провал [357]
Пожар [681]
Сель [43]
Снегопад [768]
Теория [3206]
Торнадо,ураган [1199]
Феномены [243]
Эпидемия [2543]

Интересное
Аномальные новости

Новости криптозоологии

Календарь
«  Май 2025  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Архив новостей

Реклама

Форма входа

Главная » 2025 » Май » 10 » Микроповреждения в имплантатах из композита ускорили их срастание с костью
11:44
Микроповреждения в имплантатах из композита ускорили их срастание с костью

С возрастом тазобедренный сустав человека изнашивается и может требовать частичной замены. В последние годы для изготовления эндопротезов активно используют углеродный композит, который, в отличие от металлического протеза, имеет более высокие характеристики биосовместимости — способности приживаться. 

Матрица материала состоит из кристаллитов, поэтому он неоднороден и при случайных нагрузках — толчках и беге — на нем могут появляться повреждения. Пермские ученые обнаружили, что поверхность имплантата особым образом взаимодействует с кровью: притягивает тромбоциты (клетки, отвечающие за свертывание) и белок фибриноген, который скрепляет их в плотную сеть. Это ускоряет образование кровяного сгустка вокруг искусственного сустава, что позволяет ему прочно срастаться с организмом.

Исследование опубликовано в Russian Journal of Biomechanics. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации на проведение фундаментальных научных исследований.

Рост популярности эндопротезирования тазобедренного сустава связан с увеличением продолжительности жизни. После сорока лет процессы восстановления мышечной и костной ткани замедляются, что связано с рядом факторов, среди которых ключевую роль играет снижение выработки половых гормонов: эстрогена у женщин и тестостерона у мужчин. Эстрогены заставляют клетки, которые строят кость (остеобласты), работать активнее. Дефицит эстрогенов, возникающий у женщин в период менопаузы, нарушает баланс между образованием и разрушением костной ткани, смещая его в сторону рассасывания, что способствует развитию остеопороза. Аналогичные, хотя и менее выраженные, возрастные изменения наблюдаются и в мужском организме.

Суть операции заключается в замене пораженного соединения между бедренной и тазовой костями искусственным аналогом из углерод-углеродного композита, который не вызывает воспаления, не растворяется и не изменяется в теле – просто выполняет свою функцию. Поскольку данный сустав является одним из наиболее нагруженных подвижных соединений в теле человека, то при экстремальных нагрузках, например, во время бега или толчков, материал протеза повреждается, появляются микроповреждения. Благодаря им увеличивается проницаемость и клетки костной ткани могут «просачиваться» вглубь имплантата, способствуя сохранению несущей способности и помогая ему срастись с организмом.

На основе данных компьютерной томографии ученые Пермского Политеха создали цифровые пространственные модели костей таза и бедра, а также самого эндопротеза, включая вертлужную впадину, ножку и головку. На ножке протеза они выделили четыре зоны, в которых, как известно из прошлых исследований, часто возникают повреждения.

— Чтобы понять, как поведет себя протез с деформациями, мы провели сложные компьютерные расчеты в два этапа. Сначала представили, как изменится материал протеза, когда в его поры врастут новые костные клетки (остеобласты). Затем, используя программу Ansys Material Designer, рассчитали, насколько прочным станет протез с таким «усилением». Для проверки результатов создали на компьютере виртуальную модель системы «скелет — протез» и смоделировали, как имплантат будет вести себя при нагрузке, сравнимой с той, что возникает при ходьбе, беге, толчках.  В результате этих расчетов получили карту распределения напряжений и деформаций в протезе и смогли оценить, как меняется прочность изделия в зависимости от степени его «обрастания» костной тканью, — поделился младший научный сотрудник кафедры механики композиционных материалов и конструкций Егор Разумовский.

— После проникновения клеток костной ткани в поры эндопротеза происходит ангиогенез — прорастание сосудов, обеспечивающих кровоснабжение и метаболизм новообразованной кости. Далее формируется белковая структура, образуется сгусток, и в завершение создается костно-углеродный каркас. Это частично восстанавливает упругие свойства материала и может блокировать дальнейшее распространение повреждений. Моделирование показало, что после остеоинтеграции эндопротеза зоны с высокими напряжениями сокращаются в 5,5 раза. Это значит, что кость равномерно передает нагрузку, и человеку можно активнее двигаться, а сам имплантат не придется менять раньше времени, — сообщил доцент кафедры механики композиционных материалов и конструкций, кандидат физико-математических наук Вячеслав Шавшуков.

Исследование демонстрирует, что улучшение механических свойств за счет остеоинтеграции может повысить долговечность эндопротезов. Это особенно важно для пациентов, ведущих активный образ жизни, так как повреждения материала могут возникать незаметно, но впоследствии компенсироваться биологическими процессами.

https://naked-science.ru/article/column/kompozita-uskorili-ih-sra

Категория: Теория | Просмотров: 126 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

Опубликован новый мировой рейтинг среднего размера пениса (4)

Причиной назвали ожирения потребление ультраобработанных продуктов (5)

Болезнь Паркинсона научились диагностировать за много лет (6)

На чемоданах нашли в десятки раз больше бактерий, чем на унитазах (6)

Получение результатов ПЦР-теста ускорили в 12 раз (5)

Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения (3)

Противорвотное средство улучшило выживаемость при раке груди (3)

Женщины оказались климатически тревожнее мужчин (6)

Сочетание лишнего веса, депрессии и низкой сексактивности вчетверо повысило риск смерти (12)

ИИ спрогнозировала риск осложнений после операций на сердце с точностью 93% (8)

У пожилых, чаще едящих яйца, оказался ниже риск болезни Альцгеймера (5)

Как боль превращается в страдание (22)

Во внуках увидели способ профилактики деменции (17)

Употребление сосисок и газировки повысило риск диабета (24)

Определили оптимальную длительность физической активности (16)

Действие алкоголя с энергетиками на мужчин и женщин проверили (21)

Как менопауза повлияла на потребность в мастурбации (25)

Как изгиб позвоночной артерии провоцирует инсульт (35)

Foxconn и Kawasaki разработали робота-помощника для медсестёр (48)

Жирная еда и инфекции разрушают пищеварение (41)

Кесарево сечение повысило риск лейкоза у детей (33)

Идеальный вид упражнений для людей с ожирением (33)

Современную цивилизацию связали с хроническим воспалением, ускоряющим старение (45)

Медики создадут программу для оценки риска отрыва тромбов (44)

Какие инфекции можно подхватить в водоеме (39)

Пары одноразовых вейпов оказались токсичнее сигаретного дыма (36)

Ночные кошмары ускорили старение и повысили риск ранней смерти (37)

Россияне с избыточным весом заработали меньше (33)

Голодание перед операцией назвали бессмысленным (39)

Кишечная палочка синтезировала парацетамол (35)

Порог потепления в полтора градуса будет пройден через три года (68)

Запах ушной серы помог диагностировать болезнь Паркинсона (54)

Выявлены особенности семей детей с ожирением (56)

Сколько ежедневной ходьбы нужно для снятия боли в пояснице (70)

Компьютерной томографии оказалось недостаточно для констатации смерти мозга (66)

Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака (71)

Разрешили инъекции раз в полгода для профилактики ВИЧ-инфекции (72)

Прослушивание громкой музыки в наушниках повысило риск деменции (80)

Листья лопуха помогли справиться с диабетом и золотистым стафилококком (68)

Как воспринимают мир люди с биполярным расстройством (79)

Жара увеличила риск апноэ сна на 45 процентов (66)

Генная терапия гемофилии B сохранила эффективность через 13 лет (81)

Электросудорожная терапия на треть снизила частоту суицидов при тяжелой депрессии (74)

Метаболит парацетамола вызвал анальгезию (75)

Езду на велосипеде связали со сниженным риском деменции (83)

Реактивация вируса варицелла-зостер парализовала половину лица китаянки (80)

Сахар из морских огурцов назвали перспективным средством от рака (80)

Вероятность получить слабоумие связали с местом проживания (85)

Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам (80)

Как защитить дома от землетрясений на Крайнем Севере (112)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (28604)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19496)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10453)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10352)

Супервулкан может проснуться в любой момент (8739)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (7291)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (6782)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (5766)

Остров ВИЗЕния (5500)

Англия: зима в начале мая (5253)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (5169)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (5158)

Гипотеза о СПИД (4996)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (4958)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (4834)

В Москву идет жара (4823)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4775)

Ураган в Москве 06.05.2012 (4759)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4697)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4660)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (4629)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (4617)

Йеллоустонский супервулкан (4613)

Землетрясение в Армении (4604)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4596)

Семь новых природных чудес света (4595)

Самые большие и опасные вулканы мира (4584)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4581)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4558)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4513)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4476)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4402)

Власти борятся с наводнением на Бали (4386)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4319)

Самые удивительные природные феномены (4208)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (4158)

Изменение климата (4095)

Зимняя гроза на Кузбассе (4077)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (3972)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (3946)

Copyright Sergo © 2012-2025

Яндекс.Метрика