26.06.2020
ПНИПУ

В ПНИПУ построили биомеханическую модель, которая поможет снизить риск инсульта

5.1

Ученые из Пермского Политеха построили биомеханическую модель, которая в перспективе сможет снизить риск развития ишемической болезни головного мозга и возникновения инсульта для 80 процентов взрослых и 20 процентов детей.

МРТ-снимки головного мозга / ©sustavi.guru

Разработчики выполнили исследование при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Правительства Пермского края, а результаты опубликованы в «Российском журнале биомеханики». Одна из причин вышеперечисленных заболеваний, как считают ученые, – в дисфункции височно-нижнечелюстного сустава, которая влияет на внутреннюю сонную артерию.

«Дисфункция височно-нижнечелюстного сустава и стоматологические заболевания в целом влияют на состояние очень важной сосудистой магистрали – внутренней сонной артерии. Появление в ней изгибов и петлистостей может привести к развитию ишемической болезни головного мозга и возникновению инсульта в дальнейшем. По статистике, сердечно-сосудистые заболевания сегодня становятся основной причиной инвалидизации и смертности людей.

Модель для расчетов в пакете ANSYS: а – модель эксперимента, построенная в программном пакете ANSYS, с граничными условиями; б – результат моделирования по заданным параметрам, представлен прогиб образца под нагрузкой индентора в 0,5 Н / ©Пресс-служба ПНИПУ

Это одна из наиболее социально значимых проблем в большинстве развитых стран мира. Сейчас механизмы влияния зубочелюстной системы на повреждение сонной артерии, которая объединяет работу мозга и сердца, полностью не изучены. Поэтому мы разрабатываем биомеханическую модель этих внутренних процессов, – рассказывает аспирант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ Иван Шитоев.

Патология височно-нижнечелюстного сустава встречается у 70-80 процентов взрослых людей и занимает третье место после кариеса и заболеваний пародонта. Она может нарушать мозговое кровоснабжение, вызывая сдавливание отделов внутренней сонной артерии, которое может привести к повреждению головного мозга, считают ученые.

Разрывная машина Instron 5965: а- фотография машины Instron с закрепленным образцом и индентором; б – увеличенная фотография области проведения эксперимента / ©Пресс-служба ПНИПУ

У пациентов в этом случае снижается скорость кровотока, учащается пульс и повышается давление. Артерии, которые питают головной мозг, в этом случае сдавлены, что приводит к перепадам давления, сбоям в работе гипофиза и гипоталамуса – координаторов эндокринной системы. Изменения могут привести к отклонению сонной артерии от нормального, прямолинейного состояния, вплоть до схлопывания сосуда. Они способны спровоцировать и инсульт.

«Височно-нижнечелюстной сустав – функционально и анатомически сложная система, которая постоянно изменяется в течение жизни человека. Патология чаще всего протекает без симптомов, что увеличивает риск болезней еще больше. Сейчас в науке нет четкого математического описания влияния дисфункции этого сустава на потерю устойчивости внутренней сонной артерии.

Специальная оснастка: а – схема закрепления образца на оснастке; б – фотография оснастки для закрепления образца; в – фотография индентора для проведения испытаний / ©Пресс-служба ПНИПУ

Для этого необходимо провести биомеханическое моделирование течения крови по сонной артерии с учетом ее строения, иннервации и взаимного расположения тканей, окружающих ее, – поясняет ученый. Для построения модели биомеханики изучили механические свойства тканей, которые находятся между височно-нижнечелюстным суставом и сонной артерией.

Исследование проходило в Центре экспериментальной механики ПНИПУ и позволило изучить рыхлую соединительную ткань, свойства которой подробно не описаны. Для эксперимента ученые использовали разрывную машину Instron 5965 и соединительную ткань из головы свиньи. По их мнению, свинья схожа с человеком генетически и физиологически: по составу крови, размеру внутренних органов, температуре, давлению, физиологии пищеварения и другим параметрам.

После проведения эксперимента биомеханики смоделировали его в программном пакете ANSYS и сравнили результаты. Данные совпали, что помогло ученым определить механические свойства рыхлой соединительной ткани. В дальнейшем они планируют провести эксперименты на человеческой ткани. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Позавчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

Вчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

4 часа назад
Мария Азарова

Международный коллектив ученых выявил новый биомаркер, который может стать предиктором тяжести коронавирусного заболевания.

Позавчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Вчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: