Биомеханика адаптационных процессов в костной ткани нижней конечности человека.

• Автор: Акулич, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 294 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Адаптация кости как процесс саморегуляции
1.2 Механочувствительность костных клеток
1.2Л Концепция деформационной механочувствительности
1.2.2 Концепция повреждаемости
1.3 Стимулы адаптации
1.4 Отклик костных клеток на стимул
1.5 Модели адаптации костной ткани
1.5.1 Изотропная активность костных клеток
1.5.2 Анизотропная активность костных клеток
1.6 Выводы
2 БИОМЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АДАПТАЦИИ
КОСТНОЙ ТКАНИ
2.1 Модели структуры костной ткани
2.1.1 Губчатая костная ткань
2.1.2 Плотная костная ткань
2.1.2.1 Модель первого уровня
2.1.2.2 Модель второго уровня
2.2 Зависимости технических характеристик упругости
костной ткани от параметров структуры
2.2.1 Зависимости модуля упругости и коэффициента Пуассона
губчатой костной ткани от объёмного содержания матрикса

2.2.2 Зависимости технических характеристик упругости
кортикальной костной ткани бедренной и большеберцовой костей от величины среднего радиуса гаверсовых каналов
2.2.2.1 Определение технических характеристик упругости
матрикса костной ткани бедренной кости
2.2.22 Влияние величины радиуса гаверсового канала на
технические характеристики упругости кортикальной костной ткани бедренной кости
2.2.23 Влияние величины радиуса гаверсового канала на
технические характеристики упругости кортикальной костной ткани большеберцовой кости
2.3 Кинетическое уравнение структурной адаптации
2.3.1 Деформационный стимул адаптации
2.3.2 Балансовый фактор ремоделирования костной ткани как
функция деформационного стимула адаптации
2.3.3 Скорость изменения радиуса пор губчатой и плотной
костной ткани как функция деформационного стимула
адаптации
2.4 Кинетическое уравнение связи тензора жёсткости костной
ткани с деформационным стимулом адаптации
2.4.1 Определение компонент тензора адаптационной
чувствительности губчатой костной ткани
2.4.2 Определение компонент тензора адаптационной
чувствительности плотной костной ткани
2.4.2.1 Одноуровневая модель структуры
2.4.2.2 Использование эффективных характеристик упругости
2.4.2.3 Модель «реологической» адаптации

4.1.7 4.
Феноменологическое уравнение линейной адаптационной пороупругости костной ткани
Выводы
НАЧАЛЬНО-КРАЕВАЯ ЗАДАЧА ЛИНЕЙНОЙ
АДАПТАЦИОННОЙ ПОРОУПРУГОСТИ
Уравнения начально-краевой задачи кости нижней
конечности человека................................. } оо
Выводы
АДАПТАЦИЯ ГУБЧАТОЙ КОСТНОЙ ТКАНИ ПОСЛЕ ОСТЕОСИНТЕЗА ШЕЙКИ БЕДРА РЕЗЬБОВЫМИ ФИКСАТОРАМИ
Методика предоперационного определения
индивидуальных механических характеристик и параметров структуры губчатой костной ткани проксимального отдела бедра пациента
Материалы и образцы
Определение локальной объёмной оптической
плотности
Определение физической плотности сырой костной
ткани
Определение минеральной плотности
Сравнительный анализ полученных результатов по
плотности
Определение среднего радиуса и плотности сферических
пор структуры губчатой костной ткани
Определение касательных напряжений разрушения
костной ткани головки бедра
Определение усилия осевого сжатия шейки оперированного бедра при ходьбе на костылях

содержание
матрикса

Рис. 1.4. Блок-схема процесса адаптации, описываемого соотношениями
(1.6), (1.7).
Математическое описание зависимости между скоростью изменения пористости костной ткани р и характеристиками процесса деятельности клеток-исполнителей была установлена несколько ранее [135] путем
геометрического представления процесса ремоделирования в виде (Приложение 6)
Р=-В- Sv, (1.11)
где В - «балансовый фактор» или скорость изменения средней по длине остеона толщины стенки остеона h (рис. 1.5) продуцируемого
(резорбируемого) матрикса (мм/день) на суммарной в единице объёма костной ткани площади остеогенной (внутренней) поверхности пор Sv (мм2/мм3), определяемый как
В = ХьаьЬь-ХсасЪс, (1-12)
где Хь ,ХС - доли поверхности пор, занятой остеобластами или остеокластами, соответственно, аь,ас- скорости производства и резорбции матрикса соответственно (мм/день), 5Ь, 8С - доли активных костных клеток из всех