В ПНИПУ построили биомеханическую модель, которая поможет снизить риск инсульта — Naked Science
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.
7 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 15:39
5 минут
Илья Ведмеденко

Специалистам «Роскосмоса» удалось запустить основные двигатели нового модуля «Наука». Ранее сообщалось о технических неполадках, возникших после старта.

7 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

21 июля
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: