Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Однако размер и расположение дефекта по направлению к осевой нагрузке будут влиять не только на величину напряжения опря„ но и на величину Рпр„„ изменяя момент инерции 1 относительно осей, перпендикулярных к действию силы. Рассмотрим трубчатую кость, в которой необходимо заметить дефект прямоугольной формы, проходящей до костномозгового канала (рис. 36). Момент инерции для трубы с внутренним диаметром г! и внешним диаметром О можно определить по формуле, Рнс. 36. Схематичное изображение трубчатой кости. а — без дефа»за; б — дефекг по образуюгпеа: а — дефект по окружггеегн, Если стенка кости частично удалена, то контур будет незамкнутый и моменты инерции по различным осям будут отличаться друг от друга.
В этом случае: 1; =((и — с() + 0,5 зш 2гь): гуа ла (37) 1;=((я — г() — 0,5 з(п 2сс): 64 В зависимости от угла а, т. е. в зависимости от величины отсутствующей части окружности, отношение моментов инерции с дефектом к моменту инерции целой кости будет уменьшаться, как это показано на рис. 37 и в табл. 5 Таким образом, мы видим из данных табл. 5 и их графического изображения на рис. 37, что моменты инерции относительно осей х и у снижаются в 2 раза при удалении половины окружности, а наибольшее их различие наблюдается в интервале значений се=30 †'.
Поэтому если большая ось прямоугольного дефекта б 95 О„г/ОГ, О,'/УГ 07 ОД О ГО ЯО ОО 40 Ю бб ГО ОО ес' Рнс. 37. Коэффициент изменения момента инерции поперечного сече- ния трубчатой кости в зависимости от величиям дефекта. Таблица В Изменение отношении моментов инерции в зависимости от угла а Значение угла в грааусаа 30 ~ 40 то ~ ао оо яо 1о расположена по образующей цилиндра, то в этом случае снижение момента инерции и площади поперечного сечения будет невелико и такой дефект можно заполнить наплавленным конгломератом небольшой прочности.
Если она располагается по окружности, то в этом случаеопасиость разрушения сильно возрастает н для ~:,'.Заполнения таких дефектов нужен высокопрочный кост " .ный конгломерат. Ускорить процесс регенерации направленного конг,:,!:— . ломсрата можно путем создании пористой его струк, 'туры Пористый конгломерат можно получать, вводя в состав композиций специальные порообразователи. Реакция порообразователя в этом случае происходит непосредственно в дефекте кости в процессе ультразвуковой наплавки костного конгломерата. Выделяющееся при наплавке тепло, а также ультра:: 'звуковые колебания активизируют процесс разложе. ния порообразователя и выделение газообразных продуктов, которые создают ячейки и поры в конгло.
мерате В качестве порообразователей используются различные органические и неорганические соединения. Для получения однородного пористого конгломерата необходимо строго регулировать интенсивность газовыделения и процесс полимеризации присадочного материала, сопровождающийся нарастанием вязкости. При подборе порообразователя необходимо учитывать, что скорость выделения газа в процессе наплавки пористого конгломерата и рост ячеек должны быть согласованы с процессом полимеризацин присадочного материала атил-сс-цианакрилата.
Быстрое разложение порообразователя в низковязком присадочном материале приводит к разрушению ячеек и улетучиванию газа или получению конгломерата с крупноячеистой структурой. Выделение газа после образования конгломерата уже ие может привести к образованию пор в наплавленном конгломерате вследствие отсутствия текучести атил-а-цианакрилата и его высокоэластической деформации.
Кроме того, вещество, используемое в качестве га' зообразователя, должно быть не токсично, легко стери.',лизоваться н выделять за короткий промежуток време,;ни большое количество газа. Всем вышеперечисленным требованиям отвечает угле' 'кислый аммоний.~ЫН4)аСО .
По данным лаборатории :микробиологии КИТО им. Н, Н. Приорова углекислый ',гзммоний самостерилен, а его газовое число равно ': 400 сма(г. 'тг Заказ м гоа Действие порообразователя оценивается кажущейся плотностью конгломерата, которая определяется уравнением: (39) где у — плотность конгломерата; У вЂ” объем образца; 'и' — суммарный объем пор в пористом конгломерате. Экспериментальные исследования показали, что количество порообразователя не должно превышать 7%.
С увеличением его количества в конгломерате вместо большого количества сквозных пор образуется одна или несколько больших газовых полостей. Характерной особенностью пористого конгломерата является зависимость его механических показателей от кажущейся плотности. Из представленных экспериментальных зависимостей (рис. 38) видно, что с уменьшением кажущейся плотности наблюдается падение механических характеристик конгломерата. Так, уменьшение плотности пористого конгломерата от 0,9 до 0,2 г/сма снижает предел прочности при изгибе от 220 до 80 кгс/см', значение удельной вязкости— от 2,2 до 0,3 кгс.см/см'.
Данный характер падения прочности в зависимости от плотности конгломерата объясняется уменыпением толщины полимерных стенок ячеек при увеличении количества вводимого вспенивателя, напряженным состоянием стенок ячеек„ хрупкостью полимерной основы, а также присутствием в пористом, конгломерате костной стружки, которая хаотически распределена в конгломерате и способствует разрыву стенок ячеек под нагрузкой и ослаблению материала, создавая концентраторы напряжений. Исследования оптимальных режимов конгломерата ультразвуковой наплавки свидетельствует о том, что , существенное значение на физико-механические свойства (рис. 39) оказывает амплитуда колебаний инструментаволновода, котораи в данном случае не должна превышать 45 — 50 мкм.
Частота ультразвуковых колебаний (см. рис. 39) существенного влияния на свойства конгломерата не оказывает. При этом время ультразвуковой наплавки пористого конгломерата объемом 3 сма составляет 30 с. м ~ чдо с 75 и 75 чъу м сп о и аг аа Па дв йо ат, и/стт~ Рис. ЗЗ. Зависимость прочностных характеристик наплав костного конгломерата от кажущейся плотности Исследование поведения наплавленного конгломерав та в имитирующей среде свидетельствует о том, ч о , что п одная среда с течением времени существенно изменяе рочностные характеристики пористого конгломерата.
еняет В аналитической форме изменение предела прочности в функции времени может быть со значительной степенью приближения выражено уравнением: ос=оп.и "', (40) где / — 1, 2, З...,сут; п — коэффициент =О,1? — 0,27сут ' в зависимости от принятой композиции; щ — предел прочности спустя /с, в водной среде; и, — первоначальное значение предела прочности конгломерата. Как было показано выше„применение пористого конгломерата определяется не только его физико-механическими свойствами, но, главное, возможностью его 7* 99 дохе лес/смг хгп во бп 20 гг гб зб зх за лг /лхч Рис 39 Зависимость прочностных характеристик иаплавлеиното пористого конгломерата от акустических параметров. Кажущаяся плот- ность (т/сма). 1 — ОЛ; 2 — 0,35; 3 — 0,2. активного участия в естественном процессе регенерации костной ткани.
Проникновение жидких биологических сред внутрь пористого конгломерата способствует быстрому рассасыванию костной стружки и, следовательно, процессу естественной регенерации кости. Применение пористого конгломерата не исключает образование костной мозоли, а в дальнейшем и костной ткани внутри самой на. плавки, что может ускорить нарастание «биологической прочностив места дефекта костной ткани в целом. В наплавленном пористом костном конгломерате развитая система газовых объемов„сообщающихся или 100 ме сообщающихся между собой илисокружающей средой, создает высокую гетерогенность среды, содержам1ей в себе также большое количество твердого наполнителя (костной стружки).
Проникновение потоков жидкости через такую систему можно рассматривать только приближенно, так как неоднородность системы соизмерима с ее разме где Я вЂ” объем прошедшей жидкости, ма, г — радиус цилиндрической трубы, м; /уР— перепад давления, Н/м', Л вЂ” длина трубы; см; т1 — вязкость, м- кг с ', / — время, с. Уравнение ламинарного потока позволяет определить среднюю линейную скорость потока, так как скорость в ламинарном потоке (/=/(г) распределяется по параболическому закону: хх/3Р 8тф.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
