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

Ivan Zelenetsky, Oleksandr Yaresko, Zoya Miteleva

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.

Keywords


finite element method; von-Mises stress; proximal femur

References


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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.




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

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


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.