ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОТЕЗА КОЛЕННОГО СУСТАВА ИЗ КОМПОЗИТОВ
Аннотация
Цель: разработка новой конструкции четырёхзвенного механического протеза коленного сустава из композитных материалов. Материалы и методы. С использованием инерциального комплекса захвата движений Xsens были получены результаты реакции опоры при ходьбе на тредбане со скоростью 3 км/ч (добровольцы в норме и с протезом). Из тканевого стеклопластика на основе эпоксидной смолы, который был основным материалом стержневых элементов протеза, изготовлен образец для испытаний стержневых элементов. В пакете SolidWorks была создана трёхмерная модель протеза коленного сустава Total Knee 1000/2000 фирмы Össur (Исландия). Механические испытания образца стержневого элемента были проведены на машине Instron 5900R. С использованием метода конечных элементов (пакет ANSYS) был проведен анализ напряжённо-деформированного состояния модельного образца и трёхмерной модели протеза коленного сустава. Результаты. В работе предложена новая конструкция четырёхзвенного механического протеза коленного сустава из композитных материалов. На основе анализа кинезиметрии ходьбы при скорости 3 км/ч на комплексе Xsens получено, что протез испытывает существенные сжимающие нагрузки лишь в фазе перекатывания с пятки на носок. При этом нагрузки на протез могут в два раза превосходить вес человека. Новая конструкция коленного протеза предполагает использование в стержневых элементах высокопрочного стеклопластика вместо дорогих титановых и алюминиевых сплавов аналогичного протеза фирмы Össur (Исландия). Расчёт нагрузок в элементах протеза и эксперименты на модельных образцах показали, что новые стержневые элементы могут иметь вес в два – три раза меньший, чем у аналога. Это позволяет рассматривать композитные материалы в качестве перспективных при изготовлении новых образцов коленных протезов.
Литература
2. Balance Knee OFM2. Available at: https://www.ossur.com/en-us/prosthetics/knees/balance-knee-ofm2.
3. Brave steps to the future. Available at: https://kinez.ru/en.
4. Polycentric knee module with geometric locking system and three-stage hydraulic control. Available at: https://runi.pro/en/.
5. Products and services from Ottobock. Available at: https:/www.ottobock.com.
6. Rheo Knee. Available at: https://www.ossur.com/en-us/prosthetics/knees/rheo-knee.
7. The Most Advanced Lower Limb Prosthetics in the World. Available at: https:/www.blatchfordmobility.com.
8. Welfare Equipment. Available at: https:/www.nabtesco.com/en/products/welfare.html.
References
1. Куимов В.Ю., Чикуров А.И., Бурмистров А.Д., Епишев В.В. Сравнительная характеристика оборудования при измерении биомеханических и кинематических характеристик спортсменов в циклических видах спорта // Человек. Спорт. Медицина. 2023. Т. 23, № 2. С. 165–172. [Kuimov V.Yu., Chikurov A.I., Burmistrov A.D., Epishev V.V. Comparison of the Equipment for Measuring Biomechanic and Kinematic Characteristics of Athletes in Cyclic Sports. Human. Sport. Medicine, 2023, vol. 23(2), pp. 165–172. (in Russ.)] DOI: 10.14529/hsm2302202. Balance Knee OFM2. Available at: https://www.ossur.com/en-us/prosthetics/knees/balance-knee-ofm2.
3. Brave steps to the future. Available at: https://kinez.ru/en.
4. Polycentric knee module with geometric locking system and three-stage hydraulic control. Available at: https://runi.pro/en/.
5. Products and services from Ottobock. Available at: https:/www.ottobock.com.
6. Rheo Knee. Available at: https://www.ossur.com/en-us/prosthetics/knees/rheo-knee.
7. The Most Advanced Lower Limb Prosthetics in the World. Available at: https:/www.blatchfordmobility.com.
8. Welfare Equipment. Available at: https:/www.nabtesco.com/en/products/welfare.html.
Copyright (c) 2024 Человек. Спорт. Медицина
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
