Біомеханіка передньої черевної стінки людини з імплантатами при функціональних навантаженнях

Abstract

Проведено дослідження структурної організації биомеханічної системи черевної стінки людини з пошкодженими м'язово- аповневротичними біологічними тканинами. Дано оцінку її несучої спроможності при функціональному силовому навантаженні надлишковим черевним тиском тканин стінки в нормі і для випадку відновлення ушкоджених тканин апоневрозу методом алопластики. Створена адекватна аналітична імітаційна модель циліндричного фрагменту тонкостінної неоднорідної оболонки з еквівалентними жорсткістними параметрами однорідного шару ізотропного матеріалу та скінченно-елементна модель плоского прототипу – аналога з характеристиками трансверсально- ізотропного матеріалу. Практичне застосування розроблених методик розрахунку проведено для визначення залежності черевного тиску та допустимих напружень апоневрозу від радіусу сферичного сегменту циліндричної оболонки для трьох випадків біомеханічного стану черевної стінки у нормі, з пошкодженнями, після алопластики сітчастими імплантатами Проведено исследование структурной организации биомеханической системы брюшной стенки человека с поврежденными мышечно-аповневротичными биологическими тканями. Дана оценка ее несущей способности при функциональной силовой нагрузке избыточным давлением тканей в норме и для случая восстановления повреждений брюшной стенки методом алопластики. Создана адекватная аналитическая имитационная модель цилиндрического фрагмента тонкостенной неоднородной оболочки с эквивалентными жесткостными параметрам однородного слоя изотропного материала и конечно-элементная модель плоского прототипа - аналога с характеристиками трансверсально-изотропного материала. Практическое применение разработанных методик расчета проведено для определения зависимости брюшного давления и допустимых напряжений апоневроза от радиуса сферического сегмента цилиндрической оболочки для трех случаев биомеханического состояния брюшной стенки в норме, с повреждениями, после алопластики сетчатыми имплантатами. The study of the structural organization of the biomechanical system of the abdominal wall with damaged human muscular-aponevrotyc biological tissues. The estimation of its load-bearing capacity in functional power load pressurized tissues in normal and in the case of damage repair of the abdominal wall by alloplasty. An adequate analytical simulation model of a thinwalled cylindrical fragment inhomogeneous shell with equivalent stiffness parameters of a homogeneous isotropic material layer and the finite element model of the prototype flat - an analogue of the characteristics of a transversely isotropic material. Practical application of the method of calculation carried out to determine the relationship of abdominal pressure and allowable stresses of the aponeurosis of the radius of the spherical segment of a cylindrical shell for three cases of the biomechanical state of the abdominal wall in the norm, with injuries, after alloplasty by mesh implants. Using finite-element model of the prototype flat - an analogue of the abdominal wall revealed that concentration by Mises equivalent stresses in the zone of damage aponeurosis compared with values in normal growing six times and strain twice. Bearing capacity multilayer membrane biological tissues of the abdominal wall is mainly determined person as biomechanical tissue aponeurosis.