Математические заметки СВФУ, 2025, том 32, выпуск 4, страницы 113–131(Mi svfu498)
Математическое моделирование
Многоконтинуальный подход к моделированию инфильтрации озона в костную ткань
Николаева Надежда Анатольевнаa, В. В. Розановb, А. П. Черняевb, Матвейчук Игорь Васильевичc, С. П. Степановa, Гаврилова Светлана Анатольевнаb, Хуцистова Алана Отариевнаb
Аннотация:
Исследование направлено на разработку и оптимизацию комбинированного метода стерилизации костных тканей древних животных, включающего озоновое и радиационное воздействие, для задач консервации биоматериалов. Основное внимание уделяется математическому моделированию инфильтрации озона в пористую структуру кости и анализу структурных изменений коллагена при различных режимах облучения. Результаты могут быть применены в медицинской стерилизации. Для моделирования инфильтрации озона применялся мультиконтинуальный подход, основанный на методе мультиконтинуальной гомогенизации, с решением сопряженных уравнений потока и транспорта. Математическая модель позволила определить оптимальные параметры процесса инфильтрации и сократить потребность в проведении большого числа реальных экспериментов. Комбинированный метод стерилизации (озон + радиация) продемонстрировал высокую эффективность при обработке древних костных тканей. Он обеспечивает разрушение патогенной микрофлоры при снижении дозовой нагрузки и сохранении структурных характеристик кости. Применение мультиконтинуального математического моделирования позволяет оптимизировать процесс обработки и повысить точность прогнозирования ее результатов.