Obrabotka Metallov 2013 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (61) 2013 92 ТЕХНОЛОГИЯ Введение Эффективное лечение опорно-двигательного аппарата имеет большое значение для людей, ве- дущих активный образ жизни. Особенно часто пациенты обращаются с проблемами позвоноч- ника, возникшими вследствие спортивных и бы- товых травм, изношенности суставов. Одной из наиболее важных составляющих хирургического лечения больных с повреждениями и заболевани- ями шейного отдела позвоночника является вос- становление несущей способности позвоночного сегмента [1]. Замена поврежденного межпозво- ночного диска костным трансплантатом, взятым из гребня подвздошной кости, является основным методом восстановления опороспособности. УДК 621-033.6:669.018.9:621.762-03 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ МЕЖТЕЛОВОГО ЭНДОФИКСАТОРА ДЛЯ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА Е.Д. ГОЛОВИН, канд. техн. наук, доцент А.Н. ПЕЛЬ, канд. техн. наук, доцент Е.А. ДРОБЯЗ, канд. техн. наук, доцент С.В. ВЕСЕЛОВ, канд. техн. наук, доцент Р.С. ТИМАРЕВСКИЙ, магистрант О.А. ГОРЯЙНОВА, магистрант Н.Ю. ЧЕРКАСОВА, магистрант ( НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 14 ноября 2013 Рецензирование 20 ноября 2013 Принята к печати 22 ноября 2013 Головин Е.Д. – 630073, Новосибирск, пр. К. Маркса 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: edgolovin@yandex.ru Представлены результаты проектирования межтелового эндофиксатора для шейного отдела позвоночни- ка, изготавливаемого из пористой биоинертной керамики на основе оксида алюминия. Трехмерное модели- рование и прочностные расчеты методом конечных элементов проведены с использованием программного пакета SolidWorks. Определены требования к геометрии кейджей, изготавливаемых из керамики. Разработана конструкция керамического эндофиксатора. Проведено моделирование механического поведения кейджа при одноосном нагружении и в условиях, приближенных к эксплуатации. Выявлено, что максимальные эквива- лентные напряжения в изделии составляют 35,6 МПа. Ключевые слова : оксид алюминия, биоинертная керамика, эндофиксатор, позвоночник, имплантат, ме- тод конечных элементов. Межтеловые имплантаты преимущественно изготавливают из сплавов на основе титана и биосовместимого полимерного материала РЕЕК (Polyetheretherketone). Конструкция таких эн- допротезов приводит к расклиниванию тел по- звонков и обеспечивает максимальную площадь соприкосновения костной ткани с имплантатом. В то же время при использовании указанных ма- териалов наблюдаются случаи отторжения им- плантатов вследствие их низкой биосовмести- мости. Отмеченного недостатка лишена пористая керамика на основе оксида алюминия, обла- дающая высокой химической стабильностью и удовлетворительными механическими харак- теристиками. Развитая пористо-проницаемая *