![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Выполнить математическое моделирование глаза как механической системы с приложением к повышению информативности медицинской диагностики и оценке эффективности лечения. Разработать математические модели клеточных систем с учетом активных взаимодействий и перемещений клеток, в частности, для приложения к исследованиям механизмов эмбриогенеза. Разработать и исследовать математические модели механики и регуляции поперечно-полосатых мышц и насосной функции левого желудочка сердца в норме и при некоторых патологиях. Исследовать изменения реологических свойств крови, а также деформируемости и прочности эритроцитарных агрегатов при некоторых заболеваниях человека. Исследовать влияние варьируемых параметров оперативного вмешательства и свойств поверхности имплантата на адгезионные свойства цементного соединения «трансдентальный имплантат-зуб».
The aim of the project is to study several problems of theoretical and applied biomechanics: • to perform mathematical modelling of the eye as a mechanical system with to increase the sensitivity and specificity of medical diagnostics and to evaluate the treatment outcome; • to develop mathematical models of cell systems taking into account the active interactions and movements of cells, in particular, for application to the study of the mechanisms of embryogenesis; • to develop and to study multiscale mathematical models of mechanics and regulation of striated muscles and the pumping function of the left ventricle of the heart in health and disease; • to study changes in the rheological properties of blood, as well as the deformability of red blood cells and the strength ща their aggregates in some human diseases; • to study the effect of various parameters of surgical intervention and the properties of the implant and cement compound on the mechanical properties of the “implant-jaw” system.
Будут построены математические модели применяемых в офтальмологии методов клинической оценки механических свойств и механического состояния обследуемого глаза. Результаты будут использованы для создания уточненных методик обработки результатов измерений и решения практических задач, в том числе для разработки новых методов диагностики и оценки результатов лечения. Будут построены и исследованы новые математические модели активных биологических сплошных сред. На базе этих моделей будут изучены процессы самоорганизации в таких средах и участие механических факторов в раннем эмбриогенезе. Будут проведены молекулярно-динамические расчеты механики некоторых сократительных и регуляторных белков саркомеров в норме и при наличии мутаций, связанных с наследственными кардиомиопатиями и миопатиями. Результаты этих расчётов вместе с экспериментальными данными коллег из РАН будут использованы для оценки возможных подходов к снижению негативных последствий таких мутаций. Будут построены и исследованы новые математические модели механики миокардиальной ткани и левого желудочка сердца как органа и проведено численное моделирование влияния различных молекулярно-клеточных нарушений в сердечной мышце на насосную функцию сердца. Будет исследовано влияние геометрии и физико-химических характеристик имплантата и связующего цемента на механические свойства системы «имплантат-цемент-кость» и выработаны рекомендации по оптимизации тактики соответствующего оперативного вмешательства.
Коллектив имеет многолетний опыт работы в различных областях биомеханики: биомеханики мышц, биомеханики кровообращения, биомеханики глаза, биомеханики роста и эмбриогенеза, биомеханики твердых биологических тканей. Результаты этих работ были опубликованы в ведущих отечественных и международных журналах, включая такие авторитетные журналы как Nature, PNAS, Structure и докладывались на многочисленных конференциях и съездах, включая Всероссийские и Всемирные.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 января 2016 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: Математическая модель оболочки глаза обобщена с учетом неоднородности толщины и упругих свойств роговицы, изучено влияние неоднородности на результаты обработки тонометрии. Анализ, основанный на теории размерности и подтвержденный расчетами, показал, что для тонометра Шиотца коэффициент эластоподъема в первом приближении зависит от упругих констант через их отношения к внутриглазному давлению. Изучено влияния прочности межклеточных контактов на активную деформацию эмбриональных эпителиев; учет этого эффекта позволил построить полную теорию активной реакции таких тканей на механическое растяжение. С помощью ранее разработанной модели левого желудочка сердца, объединенной с простой моделью кровообращения (Семин, Цатурян, 2015, Семин и др., 2015) численно исследована зависимость ударного объема левого желудочка и давления в желудочке и в аорте от степени выраженности стеноза аортального клапана или его недостаточности. Показано, что результаты расчетов соответствуют данным клинических наблюдений и принятой классификации тяжести этих аортальных пороков. Впервые определены цементы для внутрикорневой фиксации трансдентальных имплантатов, изготовленных методом компьютерного фрезерования из титанового сплава и диоксида циркония. Полученные результаты позволяют пересмотреть известные алгоритмы адгезивной фиксации зубных протезов, применяемые в ортопедической стоматологии. Показано, что при сахарном диабете 2 типа ускоряется первый этап взаимодействия эритроцитов и образуются агрегаты повышенной прочности. Показано, что этот эффект, по-видимому, не связан с рецепторным взаимодействием фибриногена с мембраной эритроцитов. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: На основании математического моделирования разработаны практические рекомендации для максимально информативной оценки механического состояния глазного яблока по результатам тонометрии с совместным использованием тонометров разных типов (Маклакова, Шиотца, конвекс-тоонометра). Численно, на основе континуальной математической модели, проведено исследование неустойчивости, возникающей в системе клетки-жидкость в результате совместного участия активных межклеточных взаимодействий, адгезии и хаотического движения клеток. Проведено численное исследование влияния различных уровней резекции корня зуба на перемещения эндодонто-эндооссального имплантата и напряжений в костной ткани и сформулированы рекомендации стоматологам-практикам. Проведены исследования изменения реологических свойств крови и агрегации эритроцитов при некоторых социально значимых заболеваниях. Проведено численное моделирование работы левого желудочка сердца при наличии патологий митрального клапана. Защищена кандидатская диссертация. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: На основе математического моделирования проведена оценка степени необходимого учета нелинейной упругости и неоднородности корнеосклеральной оболочки при обработке данных экспериментов и решении задач практической офтальмологии. Проанализированы возможные сценарии самоорганизации в системе, состоящей из механически активных клеток и внеклеточной жидкости, в зависимости от вовлеченных в процесс физических механизмов. С помощью ранее разработанной коллективом математической модели работы левого желудочка сердца в системе кровообращения проанализировано влияние некоторых патологий сердечно-сосудистой системы на сердечный выброс. В дополнение к стандартному показателю агрегации эритроцитов в покоящейся крови оценены процессы агрегации и дисагрегации эритроцитов в условиях, приближенных к реальным, при наличии сдвигового течения. Численно исследована адгезионная прочность имплантатов в соединении «имплантат – стоматологический цемент – эмаль зуба» при различных значениях толщины цементной пленки. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".