Mathematical modelling of the stress-train state of the hip joint with different values of the cervicodiaphyseal angle

Authors

  • Ivan Zelenetsky
  • Oleksandr Yaresko
  • Zoya Miteleva

DOI:

https://doi.org/10.15674/0030-59872012420-23

Keywords:

finite element method, von-Mises stress, proximal femur

Abstract

A relationship between changes in the cervicodiaphyseal angle and stress in the femoral head and neck was assessed with help of the finite element method. It was revealed that a change of the cervicodiaphyseal angle from 120º to 160º resulted in increases of the stress-train state and stress concentration area along the superior and inferior surfaces of the proximal femur versus the normal angle. A higher stress produced an excess pressure on vessels in the femoral neck, thereby later possibly causing bone tissue dystrophy in the femoral head.

References

  1. Мителева З. М. Биомеханическое обоснование способа повышения прочности головки бедренной кости при аваскулярном некрозе / З. М. Мителева, Г. М. Меллерович // Ортопедия, травматология и протезирование. — 1988. — № 3. — С. 30–34.
  2. Биомеханическое обоснование пластики полостного дефекта в головке и шейке бедренной кости после экскохлеации очага асептического некроза и туннелизации шейки / В. А. Филиппенко, З. М. Мителева, Г. Д. Олиниченко, А. В. Яресько // Медицина и… — 2007. — № 3–4 (18). — С. 26–30.
  3. Мезенцев В. А. Анализ напряженно-деформированного состояния проксимального отдела бедренной кости с помощью плоской и объемной конечно-элементной моделей / В. А. Мезенцев, З. М. Мителева, А. В. Яресько: мат. конф. [«Биомеханика — 2006»]. — Нижний Новгород, 2006. — С. 178–180.
  4. Зеленецкий И. Б. Математический анализ условий возникновения нестабильности тазобедренного сустава при различных отклонениях в строении проксимального отдела бедренной кости и вертлужной впадины / И. Б. Зеленецкий, А. В. Яресько // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2011. — № 4. — С. 81–85.
  5. Диваков М. Г. Биомеханические аспекты этиологии и патогенеза болезни Пертеса / М. Г. Диваков, К. Б. Болобошко // Ортопедия, травматология и протезирование. —1994. — № 1. — С. 13–18.
  6. Тимофеева М. И. Дизонтогенетические и биомеханические нарушения в патогенезе болезни Пертеса у детей / М. И. Тимофеева, З. С. Симонова, Я. Я. Вутирас // Заболевания и повреждения крупных суставов у детей: сб. науч. трудов. — Л., 1989. — С. 92–94.
  7. Braun T. The Developm ent of a Comp utational Stress Analysis of th e Femoral Head / T. Braun, A. Ferguson // J. Bone Joint Surg. — 1978. — Vol. 60-A. — P. 619–629.
  8. Salter R . B. Legg-Calvé-Perth th es disease. The prognostic significance of th e subchondral fracture and a two-group classification of th e femoral head involvement / R. B. Salter, G. H . Thomp son // J. Bone Joint Surg. — 1984. — Vol. 66-А. — Р. 479–489.
  9. Корольков А. И. Биомеханические аспекты дисплазии свода вертлужной впадины у детей (математическое моделирование) / А. И. Корольков, З. М. Мителева // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2006. — № 1. — С. 48–52.
  10. Образцов И. Ф. Проблемы прочности в биомеханике: учебное пособие для технич. и биол. спец. вузов / Под ред. И. Ф. Образцова — М.: Высшая школа, 1988. — 311 с.
  11. Мителева З. М. Биомеханическая гипотеза развития асептического некроза головки бедренной кости / З. М. Мителева: збірник наукових праць ( Харків, 4–5 жовтня 2007р.) — С. 42–44.

Downloads

How to Cite

Zelenetsky, I., Yaresko, O., & Miteleva, Z. (2012). Mathematical modelling of the stress-train state of the hip joint with different values of the cervicodiaphyseal angle. ORTHOPAEDICS TRAUMATOLOGY and PROSTHETICS, (4), 20–23. https://doi.org/10.15674/0030-59872012420-23

Issue

No. 4 (2012)

Section

ORIGINAL ARTICLES

License

Copyright (c) 2014 Ivan Zelenetsky, Oleksandr Yaresko, Zoya Miteleva

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The authors retain the right of authorship of their manuscript and pass the journal the right of the first publication of this article, which automatically become available from the date of publication under the terms of Creative Commons Attribution License, which allows others to freely distribute the published manuscript with mandatory linking to authors of the original research and the first publication of this one in this journal.

Authors have the right to enter into a separate supplemental agreement on the additional non-exclusive distribution of manuscript in the form in which it was published by the journal (i.e. to put work in electronic storage of an institution or publish as a part of the book) while maintaining the reference to the first publication of the manuscript in this journal.

The editorial policy of the journal allows authors and encourages manuscript accommodation online (i.e. in storage of an institution or on the personal websites) as before submission of the manuscript to the editorial office, and during its editorial processing because it contributes to productive scientific discussion and positively affects the efficiency and dynamics of the published manuscript citation (see The Effect of Open Access).