Разработка ПНИПУ предскажет последствия операций на костные ткани и стоматологические вмешательства
Трабекулярная или губчатая костная ткань составляет 20 процентов от общей массы скелета человека. Эта структура поддерживает и защищает органы, а еще участвует в процессе образования крови через костный мозг. Под действием новой нагрузки в костной ткани могут начаться адаптационные изменения, которые приводят к физиологическим отклонениям и патологиям. Такая трансформация может происходить из-за врачебного вмешательства. Ярким примером служит синдром Попова-Годона – смещение зубов и деформация зубной дуги из-за потери антагониста (зуба на противоположной челюсти), это происходит, когда его удаляют, но не заменяют своевременно. Ученые Пермского Политеха разработали модель для описания перестройки губчатой костной ткани. С ее помощью можно предсказывать долговременные последствия оперативного вмешательства в любых отделах скелета человека или животных, где есть такая ткань. Так, например, метод позволит работать с челюстью, позвонками, бедренной и пяточной костями.
Статья опубликована в сборнике Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. Постоянно меняющиеся нагрузки как физиологические, так и патологические, влияют на развитие и функционирование скелета человека. Кости состоят из компактной (кортикальной) и губчатой (трабекулярной) тканей, которые различаются по расположению трабекул. Это структурные единицы, которые образуют архитектуру ткани.
Трабекулярная ткань представляет собой пористый материал с изменчивыми механическими свойствами. У живого организма в ней непрерывно происходят различные адаптационные процессы за счет поворота трабекул. Кость приспосабливает свою внешнюю форму и внутреннюю структуру к тем механическим силам, которые она должна выдержать. При этом адаптация в губчатой ткани носит направленный характер: трабекулы располагаются закономерно, согласно тому, какие внешние нагрузки испытывает кость.
Несмотря на существующие в настоящее время методы получения изображения губчатой костной ткани, их применение в клинической практике не обладает прогностической функцией. Поэтому возникает потребность предсказывать, как структура среагирует на вмешательство (или наоборот – его отсутствие) в долговременной перспективе.
Ученые ПНИПУ разработали математическую модель, которая может использоваться для решения прикладных задач о перестройке трабекулярной костной ткани в различных отделах скелета человека, в частности, в зубочелюстной системе. Например, тело нижней челюсти имеет ярко выраженную губчатую структуру, и она больше остальных подвержена внешнему и внутреннему изменению. В современной стоматологии часто сталкиваются с патологическими изменениями из-за неправильного нагружения вследствие дисфункции зубного ряда, височно-нижнечелюстного сустава, старческой инволюции. Поэтому необходимо найти способ описать, как формируется структура костей под изменяющимся биомеханическим давлением.
«Наша модель отражает закономерности формирования костной ткани в различных отделах скелета и может применяться, например, для описания поведения костной ткани в районе вживления имплантата при синдроме Попова-Годона или какой-либо функциональной травме с последующим замещением дефектов зубного ряда. Конечным пользователем должен стать врач, на практике нужно будет использовать 3D-модели, получаемые после обработки снимков МРТ. Параметры структуры задаются либо из среднестатистических значений для данной области кости в норме, либо по результатам исследования на компьютерной томографии, чтобы увидеть исходную структуру у конкретного пациента», – поделился старший преподаватель кафедры вычислительной механики и биомеханики Александр Киченко.
Ученые ПНИПУ разработали модель, которая позволит планировать лечение различных заболеваний зубочелюстной системы и глубже понять механизмы ее функционирования. Появляется возможность прогнозировать результаты отдаленного врачебного вмешательства при индивидуальном подходе к каждому пациенту. Лечение и реабилитация пациентов будет проходить эффективнее. В настоящее время ведется разработка ПО для врачей.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Наскальное искусство палеолита — большая редкость для Британии, а рисунки в пещере Бейкон-Хоул, открытые в 1912 году, почти 100 лет считались природным явлением. Международная группа исследователей не только повторно обнаружила эту панель, но и с помощью химического анализа пигмента доказала ее антропогенное происхождение и возраст около 17 тысяч лет, вернув находке статус одного из древнейших памятников символической деятельности человека на Британских островах.
Значение вилочковой железы (тимуса) для здоровья и долголетия, возможно, сильно недооценивалось. Как показали результаты двух новых исследований, нормально функционирующий во взрослом возрасте тимус — залог здорового старения, долгой жизни и высокой выживаемости при раке.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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