МЕХАНИКА

Численное исследование механического поведения сегмента позвоночника с остеосаркомой при физиологических и акустических нагрузках

Г. М. Еремина^a, А. Ю. Смолин^ba, И. П. Мартышина<sup>a

a</sup> Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, Томск, Россия
^b Томский государственный университет, Томск, Россия

Аннотация: Важнейшие особенности материалов скелета человека — их проницаемая пористость, варьируемая в широком диапазоне значений, насыщенность биологической жидкостью, а также большой разброс упругих характеристик. Разработана макромеханическая модель сегмента четвертого и пятого грудных позвонков с учетом реальных значений пороупругих параметров биологических тканей, в том числе ракового образования. Для этого использована модифицированная модель пороупругости Био, адаптированная для метода подвижных клеточных автоматов. Анализ результатов моделирования согласно механобиологическим принципам показал, что при физиологических нагрузках механические напряжения и давление флюида в порах не препятствуют росту раковых клеток. При акустическом воздействии с интенсивностью 0.2–0.3 мДж/мм$^2$ напряженное состояние способствует восстановлению костной ткани в пораженной области.

Ключевые слова: напряженно-деформируемое состояние, пороупругая модель, метод подвижных клеточных автоматов, биологические ткани, рак.

УДК: 539.32

Статья поступила: 04.12.2024
Статья принята в печать: 6 сентября 2025 г.

DOI: 10.17223/19988621/97/5