Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Свэйн Майкл Винцент Австралия
Номер договора
14.Z50.31.0046
Период реализации проекта
2018-2020
32
Количество специалистов
5
научных публикаций
2
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

В современной медицине широко используется имплантация живых или искусственных тканей в организм человека взамен утраченных. Тем не менее, в процессе имплантации и в постимплантационном периоде, врачи и пациенты сталкиваются с проблемой свойств существующих восстановительных материалов и технологий. Например, искусственные материалы механически несовместимы с окружающими тканями, в которые осуществляется имплантация, что приводит к воспалению и отмиранию тканей в местах контакта. Ученые лаборатории решают данную проблему современной имплантологии создавая оптимизированные биосовместимые материалы и конструкции для имплантов.  

Название проекта: Биомеханика тканей полости рта и глазного яблока и оптимизированные биосовместимые материалы для имплантации

Приоритет СНТР: в


Цели и задачи

Направления исследований: Механика и машиностроение, биомедицинская механика

Цель проекта: Комплексное изучение свойств материалов тканей человека, в частности тканей полости рта, глазного яблока и сопряженных с ними органов для разработки имплантов из искусственных биосовместимых материалов, основные свойства которых идентичны материалам живых тканей


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Проведено исследование механических характеристик различных тканей зуба: эмали, дентина, цемента.
  • Разработана схема эксперимента, обеспечивающая смачивание образца в процессе индентирования, что исключает разрушение структуры зуба в процессе длительного исследования образца.
  • Разработаны уточненные математические модели, описывающие процессы индентирования образцов твердых тканей полости рта на основе постановки и решения контактных задач о внедрении индентора в однородную и неоднородную деформируемую среду.
  • Благодаря использованию специально разработанного математического аппарата решения задач получены в аналитическом виде, удобном для обработки результатов эксперимента.
  • Осуществлена постановка и решение обратных задач по определению упругих свойств биологических материалов по результатам индентирования, получены формулы для точного определения упругих модулей по результатам эксперимента.
  • Разработана методика определения упругих свойств биологических материалов при наличии неоднородной структуры и при существенном отличии свойств исследуемого образца от свойств индентора и держателя образца.
  • Данные результаты представляют собой основу для разработки методики по определению свойств неоднородных пороупругих и жидконасыщенных тканей (таких, как ткани глаза) на втором этапе выполнения проекта.
  • Исследовано распределение механических характеристик в здоровом и деминерализованном участках зуба и в их окрестностях. Данные результаты будут использованы в дальнейшем для исследования технологий лечения и профилактики кариеса.

Внедрение результатов исследования:

Отправлены заявки на патенты на следующие изобретения: «Кератопротез комбинированный», автор А. Н. Епихин; «Устройство фиксации и рассечения биологических тканей для изготовления и имплантации кератопротеза комбинированного», автор А. Н. Епихин.

Образование и переподготовка кадров:

В течение 2018 года молодые научные сотрудники лаборатории и работающие в ней студенты участвовали в образовательных мероприятиях:

  • Организовано участие в тренинге по наноиндентированию в рамках конференции Indentation 2018 (Льежский университет, Бельгия)

  • Пройдено повышение квалификации по дополнительной профессиональной программе «Проблемы прочности, динамики и ресурса» (ННГУ имени Н. И. Лобачевского, Россия), по проведению полного цикла испытаний продукции наноиндустрии (Межотраслевое объединение наноиндустрии, Россия).

  • Пройдено обучение по программе «Скретч-тестирование с регистрацией сил трения и акустической эмиссии» и «Импульсное и многоцикловое нагружение» с использованием наноиндентора Micro Materials Nanotest 600 P3 (OOO Группа «Ай-Эм-Си», Россия)

  • Тренинг «Развитие научной коммуникации в исследовательской сфере» (Национальный фонд подготовки кадров, Россия), повышение квалификации «Компьютерная томография и работа с программным обеспечением Volume Graphics» (ООО «Ostec-СМТ», Россия).

  • Сотрудниками лаборатории разработано учебное пособие «Использование сферического индентора и многоточечного метода анализа результатов наноиндентирования для экспериментального определения локальных механических характеристик поверхности (практикум для студентов-магистрантов)».

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Приобретенное в 2018 году уникальное оборудование лаборатории – компьютерный томограф субмикрометрового разрешения – будет включено в состав ресурсного центра коллективного пользования ДГТУ.

Другие результаты:

  • Проведен ряд совместных встреч исполнителей проекта с сотрудниками медицинских учебных заведений и лечебных учреждений Ростова-на-Дону и Ставрополя.

  • Проведены исследования микроструктуры зуба человека в лабораториях промышленной томографии General Electric и Carl Zeiss Microscopy GmbH в Германии.

Сотрудничество:

ННГУ имени Н. И. Лобачевского (Россия), Университет Кеттеринг (США), Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси (Беларусь), Технологический университет Внутренней Монголии (Китай): совместные исследования и научные публикации

Скрыть Показать полностью
Еремеев В.А.
Об одной нелинейной модели сетчатой оболочки // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2018. № 4. С. 127–133.
Sigaeva T., Kolesnikov A.M., Sudak L.
Deformation of a Closed Hyperelastic Helical Spring. International Journal of Non-Linear Mechanics 110: 1–8 (2019).
Zelentsov V.B., Sadyrin E.V., Sukiyazov1 A.G., Shubchinskaya N.Yu.
On a Method for Determination of Poisson`s Ratio and Young Modulus of a Material. MATEC Web Conference. XIV International Scientific-Technical Conference “Dynamic of Technical Systems” (DTS-2018) 226: 03027 (2018).
Mukhanova E.A., Vetokhin V.G., Rybalkin A.A.
Synthesis of bioactive materials for implants in the system Ca3(PO4) 2-Ca2GeO4. MATEC Web Conference. XIV International Scientific-Technical Conference “Dynamic of Technical Systems” (DTS-2018) 226: 03011 (2018).
Mukhanova E.A., Suprunova I.A., Suprunova Y.A., Zabiyaka I.Yu.
Effect of the molecular weight of polyvinylpyrrolidone on the structure and morphology of materials based on substituted hydroxyapatite for bone implants. MATEC Web Conference. XIV International Scientific-Technical Conference “Dynamic of Technical Systems” (DTS-2018) 226: 03012 (2018).
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория комбинаторных и геометрических структур

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»

Математика и механика

Долгопрудный

Пах Янош

США, Венгрия

2019-2021

Международная лаборатория динамических систем и приложений

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный Исследовательский Университет "Высшая Школа Экономики"

Математика и механика

Нижний Новгород

Тураев Дмитрий Владимирович

Израиль, Россия

2019-2021

Научно-исследовательская лаборатория проблем прочности, динамики и ресурса

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского»

Математика и механика

Нижний Новгород

Делль Изола Франческо

Италия

2018-2020