Izvestiya of Saratov University.

Mathematics. Mechanics. Informatics

ISSN 1816-9791 (Print)
ISSN 2541-9005 (Online)


For citation:

Akulich Y. V., Akulich A. Y., Bryukhanov P. A., Denisov A. S. The Cortical Bone Tissue Controlled Recovering After Treatment in the External Fixation Apparatuses. Izvestiya of Saratov University. Mathematics. Mechanics. Informatics, 2011, vol. 11, iss. 1, pp. 50-59. DOI: 10.18500/1816-9791-2011-11-1-50-59

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Published online: 
15.01.2011
Full text:
(downloads: 59)
Language: 
Russian
Heading: 
UDC: 
531/534:[57+61]

The Cortical Bone Tissue Controlled Recovering After Treatment in the External Fixation Apparatuses

Autors: 
Akulich Yurii Vladimirovich, Perm State National Research Polytechnical University, Russia
Akulich Anton Yu, Perm State National Research Polytechnical University, Russia
Bryukhanov Pavel Anatol'evich, Perm State National Research Polytechnical University, Russia
Denisov A. S., Perm' State Medical Academy, Russia
Abstract: 

The paper represents the new bone tissue rehabilitation method. The rehabilitation control loads are affected to the regenerative lower extremity by the use of a special training device. The adaptive changes of the elasticity modulus, porosity, volumetric mineral content and strengthening of the cortical bone tissue are simulated during the union of a bone using the external fixation apparatus (by example of the Ilizarov’s pin apparatus) and the following rehabilitation time. The new constitutive equation of the adaptive change of the volumetric mineral content (<> from I.V. Knets) is proposed. The evaluation of the external, internal and rheological adaptations investments at the change of the elasticity modulus has been performed. The typical conditions of the rehabilitation loads in training device have been searched. The high level of the cortical bone tissue strengthening has been determined under all rehabilitation load conditions.

References: 
  1. Янсон, Х.А. Биомеханика нижней конечности /Х.А. Янсон. Рига: Зинатне, 1975. 362 с.
  2. Акулич, Ю.В. Сравнительный анализ влияния механических факторов на потерю массы костной ткани протезированного бедра / Ю.В. Акулич, А.В. Сотин // Механика композиционных материалов и конструкций. 2007. Т. 13, No 2. С. 254–264.
  3. Ладейщиков, В.М. Оптимизация диагностики и комплексного лечения пострадавших с сочетанной травмой: автореф. дис. . . . д-ра мед. наук / Ладейщиков В.М. Самара, 2008. 39 с.
  4. Акулич, Ю.В. Математическая модель процесса внутренней адаптационной перестройки спонгиозной и кортикальной костных тканей человека / Ю.В. Акулич // Механика композиционных материалов и конструкций. 2005. Т. 11, No 2. С. 157–168.
  5. Регирер, С.А. Движение крови и интерстициальной жидкости в костной ткани / С.А. Регирер, Н.Х. Шадрина // Механика жидкости и газа. 1999. Т. 5. С. 4–28.
  6. Кнетс, И.В. Деформирование и разрушение твёрдых биологических тканей / И.В. Кнетс, Г.О. Пфафрод, Ю.Ж. Саулгозис. Рига: Зинатне, 1980. 317 с.
  7. Победря, Б.Е. Механика композиционных материалов / Б.Е. Победря. М.: Изд-во МГУ, 1984. 336 с.
  8. Currey, J.D. The many adaptations of bone / J.D. Currey // J. of Biomechanics. 2003. Vol. 36. P. 1487–1495.
  9. Lawson, A.C. Collagen-calcium-phosphate composites 58 Научный отдел В.А. Ковалев и др. Прохождение обобщенной GNIII-термоупругой волны через волновод/ A.C. Lawson, J.T. Czernutszka // Proc. Inst. Mech. Engrs. 1998. Vol. 212, part H. P. 413–425.
  10. Аврунин, А.С. Наноуровневый механизм жесткости и прочности кости / А.С. Аврунин [и др.] // Травматология и ортопедия России. 2008. Т. 2, No 48. С. 77–83.
  11. Cowin, S.C. Bone remodeling of diaphisal surfaces under constant load: theoretical predictions / S.C. Cowin, K.J. Firoozbakhsh // J. of Biomechanics. 1981. Vol. 7. P. 471–484.
  12. Sotin, A.V. The model of cortical bone tissue adaptive remodeling / A. V. Sotin, Yu. V. Akulich, R. M. Podgaets // Rus. J. of Biomechanics. 2001. Vol. 5, No 1. P. 24–31.
  13. Акулич, Ю.В. Адаптационные изменения свойств костной ткани фрагментов кости после остеосинте- за шейки бедра жёсткими резьбовыми фиксаторами / Ю.В. Акулич, А.Ю. Акулич, А.С. Денисов // Механика композиционных материалов и конструкций. 2008. Т. 14, No 3. С. 313–331.
  14. Martin, R.B. Skeletal Tissue Mechanics / R.B. Martin, D. Burr, N.A. Sharkey. N.Y.: Springer, 1998. 392 p.
  15. Lindahl, O. Cortical bone in man. II. Variation in tensile strength with age and sex / O. Lindahl, A. Lindgren // Acta Orthopaed. Scand. 1967. Vol. 38. P. 141–147.