ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ РЕЗКЕ
, , 1
Физический факультет МГУ имени ,
1НИЦ БМТ ВИЛАР, г. Москва
E-mail: *****@***msu. ru
В настоящее время огромное внимание уделяется совершенствованию технологий изготовления костных имплантатов из аллотканей, созданию современных пластических материалов. Это связано с тем, что в последние десятилетия значительно возрос объем реконструктивно-восстановительных операций в травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии ввиду увеличения случаев травматизма, ухудшения экологии, увеличения числа пострадавших в локальных военных конфликтах, а, значит, возросли требования к качеству применяемых имплантатов. Разрабатываются и модернизируются все стадии процесса получения имплантатов– от заготовки и механической обработки, химической и фармобработки заготовок до стерилизации и консервации готовых имплантатов.
Механическая обработка костных фрагментов, являющаяся неотъемлемой частью процесса получения качественного имплантата, всегда сопровождается изменением (в ряде случаев значительным) температуры поверхности разреза. В результате может происходить не только процесс денатурации белка, но и формирование карбонизированной области в приповерхностном слое. Гидродинамическая резка костной ткани [1,2], в отличие от механической, при соблюдении определенных технологических режимов позволяет избежать этих существенных проблем.
Данная работа посвящена изучению температурных характеристик костной ткани при гидродинамической резке.
В экспериментах использовалась бедренная кость быка, которая разрезалась гидроабразивной струей на промышленной установке Flow WaterJet. Измерения производились инфракрасной камерой SAT-S160 с неохлаждаемым детектором, устанавливаемом в фокальной плоскости, со следующими основными характеристиками: спектральный диапазон приемника – 7,5 -14 мкм, диапазон измерения температуры – 20-250 градусов С, точность измерения – 2%.
Резка кости производилась после выравнивания ее температуры и температуры внешней среды. Регистрация распределения температуры на поверхности полученного разреза проводилась сразу после резки и продолжалась с интервалом в 1 минуту. Для одного из экспериментов вид получаемого цветного изображения и графики температуры вдоль выбранной линии приведены на рис. 1.
Проведенные эксперименты показали, что после гидродинамического разреза заметного изменения температуры поверхности среза не происходит. Например, для приведенных на рис. 1 данных температура не превышает 22,5 градусов.
Кроме того, результаты настоящей работы показали, что тепловизионные исследования позволяют получать комплексную информацию о температурной динамике приповерхностных областей костной ткани после режущего гидродинамического воздействия.
Такие экспериментальные данные являются новыми и представляют значительный интерес не только с точки зрения оптимизации технологических режимов гидродинамической обработки костных фрагментов различного вида, возраста, состояния и композиционного состава. Они позволяют также получать дополнительную качественную и количественную информацию о свойствах и характеристиках самой обрабатываемой костной ткани [3,4], что может быть использовано в соответствующих областях применения: судебно-медицинские исследования, верификация теоретических моделей, описывающих костную ткань и др.
Литература
1. , , Сысоев биологических тканей. - 1999, Изд-во НЭВЦ ФИПТ г. Москва, 178 с.
2. , Денисов-, , Северин технологии в биологии и медицине // Технологии Живых Систем, 2005, т.2, №4-5, с.28-40
3. Денисов-, , Розанов подходы к структурно-функциональному анализу костной ткани для решения фундаментальных и прикладных задач в биоимплантологии и биоматериаловедении // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии.-2012.-№1.-С.223-228.
4. , Розанов -, , Астахов основы комплексного изучения костной ткани для целей биоимплантологии // Морфология, 2014, т. 145, №3, с. 126.
Сведения об авторах
– д. б.н., вед. науч. сотр., г.
– к. ф.-м. н., ст. науч. сотр, г.
– д. ф.-м. н., декан, г.
– д. б.н., руководитель НИЦ БМТ ВИЛАР, г.
Вид доклада: устный / стендовый
