Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)1728-08692949-1444Eco-Vector1681810.33396/1728-0869-2017-4-58-64Research ArticleNUMERICAl ANAlYSIS OF STRENGTH AND RIGIDITY OF THE BIOMECHANICAl SYSTEM «BONE-APPARATUS»MatveevR Pnatali.RM@mail.ruLabudinB V-MorozovV S-OrlovA O-Northern State Medical UniversityNorthern (Arctic) Federal University named after M.V. lomonosov15042017244586423102019Copyright © 2017, Human Ecology2017Influence of various factors (conditions) on strength and stiffness of the biomechanical system of "machine-bone" was studied using application of extrafocal rod osteosynthesis in cases of long bone fractures. The problem solution of stability of the concerned biomechanical system in which the interaction of "bone-apparatus" is presented in the form of an elastic system consisting of two absolutely rigid links (broken bone), interconnected by elastically deformable elements (unit with titanium rods) having one (the flexural) degree of freedom is shown. Factors influencing the strength characteristics of the web have been identified on the basis of the equation obtained in the course of solving the stability problem. The modeling relationship of the strength characteristics of the rod from its own weight of a person (the load), the rod length and angle of introduction pegs to the longitudinal axis of the bone in the form of full factorial experiment allowed to analyze the significance of their impact. Numerical analysis of the dependence P = f (0, C, l) has shown that the greatest impact on output parameter P (load) has a C (coefficient of rigidity). The significance of impact of this factor exceeds the value of the impact of Θ and l about 6 and 2.6 times respectively. The results are based on previously completed scientific and theoretical research system of "bone-apparatus" strength and stability and laboratory and practical results.extrafocal rod osteosynthesisapparatus extrafocal fixingstabilitystiffnesscritical loadmodelingвнеочаговый стержневой остеосинтезаппарат внеочаговой фиксацииустойчивостьжесткостькритическая нагрузкамоделирование[Матвеев Р.П., Лабудин Б.В., Морозов В.С., Орлов А.О. Численный анализ прочности и жесткости биомеханической системы «кость - аппарат» // Экология человека. 2017. № 4. С. 58-64][Устройство для репозиции и фиксации фрагментов кости: пат. 1454429 СССР, № А 61 В 17/58; заявл. 30.05.86; опубл. 30.01.89. Бюл. № 4.][Анкин Л.Н., Анкин Н.А. Отсроченный внутренний остеосинтез при лечении огнестрельных переломов // Ортопедия, травматология и протезирование. 2012. № 2. С. 114-118.][Безухое Н.И., Лужин О.В., Колкунов Н.В. Устойчивость и динамика сооружений в примерах и задачах. М.: Стройиздат, 1969. 424 с.][Бейдик О.В., Афанасьев Д.В., Левченко К.К., Марков Д.А., Ван Кай. Лечение переломов диафиза бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа // Гений ортопедии. 2007. № 2. С. 67-70.][Богданович Н.И., Кузнецова Л.Н., Третьяков С.И., Жабин В.И. Планирование эксперимента в примерах и расчетах: учеб. пособие. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. 126 с.][Болотин В.В. Динамическая устойчивость упругих систем. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956. 600 с.][Бондаренко А.В., Смазнев К.В., Печений С.А. Чрескостный остеосинтез повреждений таза и вертлужной впадины при политравме // Гений ортопедии. 2006. № 3. С. 45-51.][Джанелидзе Г.Ю., Пановко Я.Г. Статика упругих тонкостенных стержней. Л.; М.: ОГИЗ Гостехиздат, 1948. 208 с.][Клюшин Н.М., Шляхов В.И., Злобин А.В., Бурнашов С.И., Чакушин Б.Э., Абабков Ю.В., Михайлов А.Г. Чрескостный остеосинтез при лечении остеомиелита длинных костей верхней конечности // Гений ортопедии. 2010. № 4. С. 45-50.][Кобелев И.А., Виноградов В.Г. Компьютерное моделирование и конструирование стержневого аппарата внешней фиксации для остеосинтеза внесуставных переломов проксимального отдела бедренной кости // Врач-аспирант. 2012. № 1.3 (50). С. 418-423.][Крюков В.Н. Механика и морфология переломов. М.: Медицина, 1986. 160 с.][Лабудин Б.В., Санжаровский Р. С., Матвеев Р.П. Устойчивость сжато-изогнутых стержней, усиленных титановыми элементами // Лесной журнал. 2006. № 3. С. 145-150.][Матвеев Р.П., Медведев Г.М., Гудков А.Б. Возрастно-половая и социальная характеристики пострадавших с политравмой в областном центре северного региона в динамике за 20 лет // Экология человека. 2006. № 1. С. 52-54.][Матвеев Р.П., Лабудин Б.В. Дистракционный удлиняющий остеосинтез бедра внеочаговым стержневым аппаратом и его технические решения // Строительная наука - XXI век: теория, образование, практика, инновации северо-арктическому региону: сб. трудов международной научно-технической конференции. Архангельск, 2830 июня, 2016. С. 182-188.][Матвеев Р.П., Лабудин Б.В., Санжаровский Р.С. Внеочаговый стержневой остеосинтез при диафизарных переломах бедра и их последствий // Строительная наука - XXI век: теория, образование, практика, инновации северо-арктическому региону: сб. трудов международной научно-технической конференции. Архангельск. 28-30 июня, 2015. С. 211-218.][Нелин Н.И., Артемьев А.А., Семенистый А.Ю., Ивашкин А.Н., Пешехонов Э.В., Григорян Б.С., Бессараб М.С., Нахаев В.В., Смирнов Л.В. Малоинвазивный остеосинтез длинных трубчатых костей у пострадавших с множественными переломами // Военно-медицинский журнал. 2009. № 12. С. 41-43.][Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем: современные концепции, парадоксы и ошибки. 4-е изд., перераб. М.: Наука, 1987. 352 с.][Подрушняк Е.П., Суслов Е.Н. Методы исследования костной системы. Киев: Здоров>я, 1975. 122 с.][Санжаровский Р.С. Устойчивость элементов строительных конструкций при ползучести. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. 280 с.][Санжаровский Р.С., Вареник А.С., Вареник К.А. Устойчивость сжатых деревянных конструкций с учетом мгновенной нелинейности и нелинейной ползучести // Научное обозрение. 2014. № 8 (2). С. 572-575.][Справочник конструктора-машиностроителя / под ред. В.И. Анурьева. М.: Машиностроение, 1982. Т. 1. 650 с.]