Numerical Study of Stress-Strain State of Human Feet After Operational Treatment With Bioglass Application

Abstract

У роботі пропонуються результати чисельного дослідження впливу на напружено-деформований стан елементів ноги людини здійснення оперативного лікування, заміни пошкоджених остеомієлітом тканин имплантатами, виготовленних з біоскла. Математична модель здійснених досліджень застосовує основні співвідношення механіки суцільного середовища у зв'язці з чисельними методами, зокрема, методом скінченних елементів. В ході дослідження розглядалися три розрахункові групи, відмінності яких полягали у розмірах имплантату з біоскла, кожна група, в свою чергу, складалася з чотирьох розрахункових схем, дві з яких описували «інтактний» стан та «пошкоджений», інші дві розрахункові схеми описували ногу людини після оперативного лікування з установки ымплантатів. виготовлених з різних типів біоскла-AC-5 та FAR-5, відповідно. За підсумками досліджень були отримані характеристики напружено-деформованого стану та здійснено порівняльний аналіз. Ключовими словами: напружено-деформований стан; нога людини; остеомієліт; біоскло; метод скінченних елементів; еквівалентні напруження Н. А. ТКАЧУК, О. В. ВЕРЕТЕЛЬНИК, В. М. ШИМОН, С. П. АЛФЕЛДИЙ, И. И. ПУШКАШ ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НОГИ ЧЕЛОВЕКА ПОСЛЕ ОПЕРАТИВНОГО ЛЕЧЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ БИОСТЕКЛА В работе предлагаются результаты численного исследования влияния на напряженно-деформированное состояние элементов ноги человека проведения оперативного лечения, замены поврежденных остеомиелитом тканей имплантатами, изготовленных из биостекла. Математическая модель проведенных исследований базировалась на основных соотношениях механики сплошной среды в связке с численными методами, в частности, методом конечных элементов. В ходе исследования рассматривались три расчетные группы, различия которых заключались в размерах имплантатов из биостекла, каждая группа, в свою очередь, состояла из четырех расчетных схем, две из которых описывали «интактное» состояние и «поврежденное», другие две расчетные схемы описывали ногу человека после оперативного лечения по установке имплантатов, изготовленных из различных типов биостекла-AC-5 и FAR-5, соответственно. По итогам исследований были получены характеристики напряженно-деформированного состояния и проведен сравнительный анализ. Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние; нога человека; остеомиелит; биостекло; метод конечных элементов; эквивалентные напряжения