Оценка распределения напряжений конструкции бионического эндопротеза сустава кисти Medline.ru - медико-биологический информационный портал Медлайн.ру

Оценка распределения напряжений конструкции бионического эндопротеза сустава кисти

Николаенко А.Н.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Самарский государственный медицинский университет

Резюме
Биомеханическое поведение систем эндопротезирования с фиксацией имплантата, играет важную роль в его функциональной долговечности внутри кости. Метод конечных элементов показал, что концентрация напряжений, происходящих исключительно в кортикальной кости около шейки имплантатов, отвечает за инициирование резорбции костной ткани в этой области. Цель исследования? оценить распределение напряжений в конструкции бионического эндопротеза сустава кисти методом конечных элементов. Результаты показали, что случаи без силовой нагрузки не опасны для протеза. В случае шарового захвата кистью с нагрузкой на палец 25,16?3,3Н, получены достаточные коэффициенты запаса прочности как по костной ткани (минимум 4), так и по материалу протеза (минимум 4.65). Коэффициент запаса по усталости имеет минимальное значение 1,36 для второго случая нагружения на протезе первой части модели. Это показывает, что в случае постоянного нагружения в этом режиме возможно проявление усталостных дефектов и физическую активность с большими нагрузками на протез следует ограничить.

Ключевые слова
бионический эндопротез, суставы кисти, биомеханика, метод конечных элементов

(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)

открыть статью в

новом окне

Список литературы

1. Andani, M.T. Metals for bone implants. Part 1. Powder metallurgy and implant rendering [Text] / M.T. Andani, N.S. Moghaddam, C. Haberland [et al.] // Acta Biomaterialia.- 2014 - P. 4058-4070.

2. Namiki, A. Y. Development of a High-Speed Multi-Fingered Hand System and its Application to Catching [Text] / A. Y. Namiki, M. Imai, M. Kaneko // Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. - 2013 - 14 - P. 2666-2671.

3. Kargov, A. Development of an Anthropomorphic Hand for a Mobile Assistive Robot [Text] / A. Kargov, T. Asfour, C. Pylatiuk [et al.] // 9th International Conference on Rehabilitation Robotics, (ICORR) . - 2015 June 28 - July 1 - Chicago, IL, USA, P. 182-186.

4. Zaid, A. M. UTHM HAND: Performance of Complete System of Dexterous Anthropomorphic Robotic Hand [Text] / M. Zaid, M. A. Yaqub // International Symposium on Robotics and Intelligent Sensors (IRIS). - 2012- V. 41 -P. 777-783.

5. Wilmowsky, C. Implants in bone: part I. A current overview about tissue response, surface modifications and future perspectives [Text] / C. Wilmowsky, T. Moest, E. Nkenke [et al.] // Oral Maxillofac Surg. - 2014 - - P. 243-257.

6. Walha, C. An Adaptive Particle Swarm Optimization Method for Solving the Grasp Planning Proble [Text] / C. Walha, H. Bezine A. M. Alimi // International Symposium on Robotics and Intelligent Sensors (IRIS), Procedia Engineering. -2012 - Elsevier - V. 41 - P. 426 - 435.

7. Takaki, T. High Performance Anthropomorphic Robot Hand with Grasp Force Magnification Mechanism [Text] / T. Takaki, T. Omata // Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. - 2017 - 25- P. 1697-1703.

8. Pons, J. L. The MANUS-hand dextrous robotics upper limb prosthesis: mechanical and manipulation aspect [Text] / J. L. Pons, E. Rocon, R. Ceres [et al.] // Autonomous Robots. - 2014 -V. 16. - P. 143-165.

9. http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/tit/VT1-0/.

10. http://oitsp.ru/marochnik/vt1-0[http://bonesurgery.ru/view/biomehanicheskie_i_ materialovedcheskie_svojstva_kostnoj_tkani.

11. ГОСТ 25.504-82 Методы расчета характеристик сопротивления усталости