ДОЦІЛЬНІСТЬ ВИВЧЕННЯ БІОМЕХАНІКИ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ПРОТЕЗУВАННЯ ТА ОРТЕЗУВАННЯ КІНЦІВОК ТА ХРЕБТА

Микола Литвиненко, Любов Рисована, Вікторія Григорук, Роман Алексеєнко, Світлана Гранкіна

Анотація


Розглядається актуальність та практична доцільність вивчення біомеханіки матеріалів, що використовуються для виготовлення протезів і ортезів кінцівок та хребта. Зазначено, що успішність протезування та ортезування значною мірою залежить від відповідності механічних характеристик матеріалів анатомо-функціональним особливостям пацієнта. На основі аналізу сучасної наукової літератури та клінічного досвіду досліджено ключові фізико-механічні nвластивості матеріалів, таких як титан, вуглецеве волокно, поліетилен високої щільності та термопластики, зокрема в контексті їхньої біосумісності, еластичності, міцності та здатності адаптуватись до навантажень. Підкреслюється роль міждисциплінарної взаємодії між лікарями, фізичними терапевтами, протезистами-ортезистами та техніками-протезистами для досягнення оптимальних функціональних результатів у пацієнтів з порушенням опорно-рухового апарату. Зроблено акцент на важливості індивідуального підбору матеріалів з урахуванням клінічних потреб, особливостей руху, типу втручання та можливостей пацієнта. Отримані результати вказують на необхідність подальшого розвитку досліджень у сфері біомеханіки в протезуванні-ортезуванні, впровадження новітніх технологій 3D-друку, композитних матеріалів та сенсоризованих ортопедичних систем, що дозволить підвищити якість життя пацієнтів, скоротити тривалість реабілітації та зменшити ризики ускладнень при тривалому використанні протезів і ортезів.


Ключові слова


біомеханіка; протезування; ортезування; кінцівки; хребет; матеріали; реабілітація

Повний текст:

PDF

Посилання


Abd-Elaziem W., Ibrahim S. M., Shokry H., Mohamed M. Titanium-Based Alloys and Composites for Orthopedic Implants Applications: A Comprehensive Review // Materials & Design. 2024. Vol. 241. Article ID 112850. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.112850

Siddiqui M. I. H., Pulikkalparambil H., Siengchin S. The Impact of Laminations on the Mechanical Strength of Carbon- Fiber Composites for Prosthetic Foot Fabrication // Crystals. 2022. Vol. 12(10). P. 1429. DOI: https://doi.org/10.3390/cryst12101429

Ceddia M., Trentadue B. A Review of Carbon Fiber-Reinforced PolymerComposite Used to Solve Stress Shielding in Total Hip Replacement // AIMS Materials Science. 2024. Vol. 11(2). P. 1–20. DOI: https://doi.org/10.3934/matersci.2024001

Wang S., Chen Z., Yang Y. et al. The Rational Design, Biofunctionalization and Biological Properties of Orthopedic Porous Titanium Implants // A Review. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2025. Vol. 13. Article ID 1548675. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2025.1548675

Hamzah M., Shah A., Sulaiman S. et al. Design of a Novel Carbon-Fiber Ankle-Foot Prosthetic Using Finite Element Modeling. ResearchGate. 2024. URL: https://www.researchgate.net/publication/329334580

Elgamsy R., Hassan M. Optimization Design of a Carbon Fibre Prosthetic Foot for Amputee. ResearchGate. 2023. URL: https://www.researchgate.net/publication/346094635

Siony N., Dhillon A., Razaq M. Computational Design of Corrosion- Resistant and Wear-Resistant Titanium Alloys for Orthopedic Implants. arXiv preprint. 2022. arXiv:2210.00845. URL:https://arxiv.org/abs/2210.00845

Bolívar E., Garrido J., Masías M. Robust Optimal Design of Energy EfficientSeries Elastic Actuators: Application to a Powered Prosthetic Ankle. arXiv preprint. 2018. arXiv:1812.04771. URL: https://arxiv.org/abs/1812.04771

Soares D. R., Silva A. L., Santos R. Modification of Titanium Orthopedic Implants with Bioactive Glass: A Systematic Review of In Vivo and In Vitro Studies // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023. Vol. 11. Article ID 1269223. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1269223

Abar A., Wang S., Zuo J. et al. TheRational Design, Biofunctionalization and Biological Properties of Orthopedic Porous Titanium Implants // A Review. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2025. Vol. 13. Article ID 1548675. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2025.1548675

Abd-Elaziem W., Ibrahim S. M., Shokry H. Titanium-Based Alloys and Composites for Orthopedic Implants Applications // A Comprehensive Review. ResearchGate. 2024. URL: https://www.researchgate.net/publication/378943264

Nalezinkova D., Bargavi P. Hemocompatibility Analysis of Bioactive Glass Coatings on Titanium Implants // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023. Vol. 11. Article ID 1269223. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1269223

Bargavi P., Rajendran N. Hemocompatibility of Bioactive Glass Coatings Doped with Alumina and Zirconia // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023.Vol. 11. Article ID 1269223. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1269223

Pulikkalparambil H., Siddiqui M. I. H., Siengchin S. Improvement of Mechanical Properties of Carbon-Fiber Composites for Prosthetic Applications // Crystals. 2022. Vol. 12(10). P. 1429. DOI: https://doi.org/10.3390/cryst12101429

Chen Z., Li X., Liu Q. Wettability and Surface Energy of Titanium Implants Modified with Bioactive Glass // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023. Vol. 11. Article ID 1269223. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1269223

Stevens P. M. The Importance of Biomechanics in Prosthetic Design // Prosthetics and Orthotics International. 2020. Vol. 44(6). P. 413–418. DOI: https://doi.org/10.1177/0309364620969994

Advances in Prosthetics and Orthotics. BMC Musculoskeletal Disorders. 2023. URL: https://bmcmusculoskeletdisord.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12891-024-07246-y

A Review of Technology, Materials, and R&D Challenges of Upper Limb Prosthetics. PMC. 2021. Article ID PMC7787923. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7787923/

Review of Prosthetics & Orthotics Needs for the 21st Century. PMC. 2023. Article ID PMC10443484. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10443484/

Design, Analysis, and Development of Prosthetic and Orthotic Devices. ScienceDirect. 2024. URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/pii/S2588840424000854

Advances in Biomechanics: Shaping the Future of Prosthetics and Improving Quality of Life. EDI Weekly. 2023. URL: https://www.ediweekly.com/advances-inbiomechanics-shaping-the-future-of-prosthetics-and-improving-quality-of-life/

Advances in Prosthetics and Orthotics. ResearchGate. 2023. URL: https://www. researchgate.net/publication/378173745

Practitioner Exam References and Reading List. American Board for Certification in Orthotics, Prosthetics & Pedorthics. 2025. URL: https://www.abcop.org/publication/practitioner-exam-references-andreading-list

A Systematic Review in Prosthetics and Orthotics Education Research // Prosthetics and Orthotics International. 2020. Vol. 44(1). P. 13–24. DOI: https://doi.org/10.1177/0309364620912642

Negrini S., Aulisa A.G., Cerny P. The classifcation of scoliosis braces developed by SOSORT with SRS, ISPO, and POSNA and approved by ESPRM // European Spine Journal. 2022 V.31. P. 980–989. https:// doi.org/10.1007/s00586-022-07131-z

Prosthetics and Orthotics Market Size. Grand View Research. 2024. URL: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/prosthetics-orthoticsmarket




DOI: https://doi.org/10.34142/nc.2025.3.69

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.