Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Кости коров помогут выявлять остеопороз на ранних стадиях
В России остеопорозом страдают около 14 миллионов человек (10% населения). При этом заболевании снижается плотность костей, повышая риск переломов даже при незначительных травмах. Для диагностики используют компьютерную томографию (КТ), но ее результаты могут различаться на разных аппаратах, снижая точность. Ученые из Пермского Политеха и Саратовского университета исследовали факторы, влияющие на пористость костей, используя образцы крупного рогатого скота (аналогичны человеческим). Это поможет точнее выявлять остеопороз на ранних стадиях и своевременно назначать лечение.
Статья опубликована в журнале «Известия Саратовского Университета». Все кости человека состоят из двух основных типов ткани — компактной (плотной) и губчатой (пористой). Компактная кость — это твердая и гладкая наружная часть. Она выдерживает довольно большую нагрузку и защищает от переломов. Губчатая кость — это легкая и упругая внутренняя «сетка» из тонких перегородок. Ее задача – распределять давление внутри, смягчать удары и поддерживать костный мозг, где образуются клетки крови.
Именно губчатая ткань на ранних стадиях остеопороза разрушается в первую очередь. Обычно его проявления— это зачастую уже сразу множественные и тяжелые переломы, поскольку внутренние изменения остаются незаметными и долгое время протекают бессимптомно. Чтобы на ранней стадии выявить недуг, врачи оценивают минеральную плотность пористой кости, и на основе этих данных рассчитывают прочность ткани: чем она выше, тем крепче кость.
– Этот параметр тесно связан с другими характеристиками, например, с эффективным модулем упругости, который определяет жесткость кости и как она сопротивляется деформации. В медицине минеральную плотность часто определяют с помощью компьютерной томографии (КТ) на основе рентгеновской плотности, которая выражена в единицах Хаунсфилда. Это один из основных показателей для врачей при оценке качества кости, который также используют в рамках предоперационного планирования при выполнении виртуальных операций, основанных на биомеханическом моделировании. Проблема в том, что аппараты КТ по-разному влияют на эти единицы и конечные результаты отличаются, а исследование становится неточным, – комментирует Дмитрий Иванов, профессор кафедры математической теории упругости и биомеханики Саратовского университета.
Из-за неточностей метода ученые прибегают к другим способам определения механических свойств костей. Например – вычисляют их, сжимая образцы и измеряя реакцию на нагрузку. При этом, так как человеческий биоматериал достать трудно, для исследований берут кости крупного рогатого скота, похожие по структуре и прочностным характеристикам. Однако строгих стандартов для изучения образцов нет, что мешает получить достоверные данные о свойствах костей в ходе механических испытаний.
Ученые из Пермского Политеха и СГУ провели серию экспериментов: сжимали образцы губчатой костной ткани коров в разных направлениях, измеряли их минеральную плотность и пористость. Они определили зависимость между плотностью и пористостью и на основе этих экспериментов разработали требования к образцам. Это позволит достоверно определять характеристики костей.
– Мы использовали современные методы, включая 3D-сканирование и сжигание образцов для анализа их состава. Выяснилось, что для коленного сустава зависимость между плотностью и прочностью оказалась одинаковой во всех направлениях. У позвонков же прочность вдоль оси тела значительно выше, чем в поперечном направлении. Подобные результаты уже получены и для человеческих позвонков. По сути, мы отработали стандартизированную методику подготовки образцов для экспериментов и получили взаимосвязь между строением губчатой кости и ее прочностью, чтобы лучше понимать, как она выдерживает нагрузки. Результаты могут быть применены и для исследования человеческих костей, свойства которых до сих пор не до конца изучены, – комментирует Илья Виндокуров, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории механики биосовместимых материалов и устройств ПНИПУ.
– Если использовать для исследований слишком короткие образцы, результаты искажаются и занижают реальную прочность кости. Эксперименты показали, что при испытаниях высота образцов кости должна быть минимум в пять раз больше ширины. Соблюдение таких условий позволит получать адекватные показатели прочности при проведении подобных экспериментов с костями человека, – комментирует Михаил Ташкинов, доцент кафедры «Динамика и прочность машин» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
Исследования ученых ПНИПУ и СГУ могут быть применены при испытаниях с образцами губчатой кости человека для определения ее механических свойств. Это позволит проводить высокоточное предоперационное планирование с использованием биомеханического моделирования.
Например, еще на этапе планирования операции врач будет точно знать, какому пациенту можно установить винты и получить надежную фиксацию имплантата. Фактически, это позволит снизить число повторных операций и повысить качество жизни пациентов после лечения.
Telegram 
Дзен 
VK Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.
Долгие годы исследователи полагали, что внутренняя структура полости носа неандертальцев была устроена таким образом, что помогала этим людям переносить холод. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение эту гипотезу. Ученые впервые проанализировали носовую полость неандертальца в хорошо сохранившемся черепе и выяснили, что его нос не был приспособлен к суровому климату.
В 2025 году российская атомная отрасль отмечает 80-летие — от первого ядерного реактора до космических амбиций и повседневных чудес. Знаете ли вы, когда ученые признали реальность атомов, сколько известно видов радиоактивного распада или когда на полях стали выращивать мутантов?
Согласно учебникам истории, в бронзовом веке в казахской степи кочевали лишь немногочисленные племена со своими стадами. Но в начале 2000-х там обнаружили древнее поселение с остатками крупных домов, которое могло быть административным либо культурным центром. Это навело ученых на мысль, что жизнь в степи складывалась куда сложнее и была более организованной, чем предполагалось. Международная команда ученых представила новые результаты исследования этого поселения и выяснила, что на самом деле оно представляло собой крупнейший в этом регионе протогородской центр с масштабным производством оловянистой бронзы.
Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.
Ю-Цон Тан (YuCong Tang) — концептуальный художник из Китая. Научно-фантастические мотивы — одно из основных направлений его творчества. Он исследует, как научные открытия и технологии будущего трансформируют среду обитания.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.
В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно