Статья посвящена описанию методов и алгоритмов для анализа сложных физико-химических процессов с использованием имитационного подхода к моделированию. В отличие от классических методов использование имитационного подхода позволяет рассмотреть сложные молекулярные взаимодействия и динамику реакций на уровне, недоступном для экспериментов. С целью воспроизведения кривой молекулярно-массового распределения в работе представлен пошаговый алгоритм, в основе которого лежит идея цифрового фракционирования образуемого массива данных по значениям молекулярной массы. Проведенные вычислительные испытания для продукта полимеризации изопрена в присутствии неодимового катализатора показали, что рассчитанная кривая молекулярно-массового распределения согласуется с результатами модельного построения. Рассчитанные значения усредненных молекулярных масс показали удовлетворительное согласование с результатами лабораторного эксперимента.
Рассмотрен технологически простой метод создания и управления электропроводностью полимер-углеродного композита на основе коммерческих полиариленфталидов и графена. Показана возможность настройки электропроводности композитных пленок в широких пределах методом вибрации подложки в процессе формования. Получены электропроводящие пленки из композитного материала, перспективные для создания электронной компонентной базы и элементов для мягкой робототехники и сенсорных матриц типа электронная кожа.
Представлен клинический случай пациента с рецидивирующим течением тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА) и острым инфарктом миокарда без подъема сегмента ST (ИМБПST).
Недооценка данных анамнеза, клинического течения немассивной ТЭЛА под маской синкопе привела к развитию массивной ТЭЛА и клинической смерти пациента.
В статье обсуждаются маски немассивной ТЭЛА, принципы лечения и вторичной профилактики венозных тромбоэмболических осложнений (ВТЭО) у пациента с острым ИМБПST.
Экспериментально исследовано при атмосферном давлении в воздухе влияние угловой
скорости вращения диэлектрика в ячейке диэлектрического барьерного разряда (ДБР)
на потребляемую активную мощность. Установлена существенная зависимость по-
требляемой активной мощности ячейкой ДБР от частоты вращения диэлектриче-
ского диска. Исследования проводились при напряжении отрицательной полярности
на высоковольтном электроде, поскольку ранее было установлено, что при отрица-
тельной полярности озон синтезируется интенсивнее.
Приведены экспериментальные данные обтекания и разрушения вольфрамового
стержня плазменной струей из щелевого выходного отверстия плазмотрона посто-
янного тока. Предложена методика оптической онлайн-диагностики изменения фор-
мы и объема обтекаемого образца на основе теневого метода с лазерной подсветкой.
За время эксперимента 100 с на боковой (цилиндрической) поверхности стержня диа-
метром 2 мм сформировалась выраженная эрозия, а его масса уменьшилась на 0,2 г при
обтекании плазмой из аргона (расход 2 г/с, среднемассовая скорость около 140 м/с, ток
150 А, напряжение 44 В). Контрольное измерение массы на точных весах показало хо-
рошее совпадение результата обработки изображений с истинным значением.
С помощью предложенного метода показана динамика изменения массы вольфрамо-
вого стержня за время эксперимента.
Пористые сплавы никелида титана (TiNi), благодаря своим уникальным свойствам сверхэластичности и биосовместимости, находят широкое применение в медицине и используются в качестве костнозамещающих имплантатов, однако длительное ручное изготовление и невозможность создания точной геометрии существенно ограничивают их клиническое применение. В реконструктивной хирургии при замещении костных дефектов
необходимы биосовместимые эндопротезы индивидуальной формы и сложной геометрии.
Применение пористых 3D-TiNi имплантатов может стать решением многих проблем в области травматологии и костной онкологии.
Цель: оценка возможности применения пористых 3D-TiNi имплантатов в остеопластических операциях на основе исследования структуры и биосовместимости материала в условиях in vivo.
Материал и методы: Пористые образцы в виде конусов и индивидуального имплантата для челюстно-лицевой хирургии были получены методом селективного лазерного плавления из порошка TiNi. Для печати индивидуального имплантата для челюстно-лицевой хирургии использовали персональные данные пациента НИИ онкологии. Макроструктуру,
элементный и фазовый состав пористых образцов никелида титана исследовали методами растровой микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Оценку биосовместимости пористых образцов в виде конусов проводили в условиях in vivo с использованием лабораторных морских свинок, состояние которых анализировали с помощью КТ-сканирования.
Результаты: Структурные исследования пористых образцов TiNi показали, что методом селективного лазерного плавления можно получить сквозную пористую структуру с прочными контактными перемычками между частицами порошка трехфазного состава. В результате испытаний in vivo имплантатов в виде конусов не наблюдалось местных
воспалительных изменений, отторжения и деформаций осей задних конечностей лабораторных животных. Показана принципиальная возможность изготовления индивидуального имплантата сложной геометрии из порошка TiNi методом селективного лазерного плавления, по данным МСКТ больного.
Выводы: П
Цель работы – теоретическое и экспериментальное исследование электронного строения CrB2. По данным прецизионных рентгенодифракционных экспериментов при комнатной и
низких температурах построены распределения деформационной и валентной электронной плотности (РЭП). Рассчитано теоретическое РЭП на основе модифицированного статистического метода. РЭП для двух типов псевдопотенциала показывают достаточно хорошее совпадение как по топологии, так и по численным значениям во всех областях за исключением ионных остовов. Сравнение экспериментального и теоретического распределения показало их согласие в областях химической связи кроме различия на линии Cr–Сr. Обнаруженные особенности РЭП и теплового движения атомов указывают на квазислоистый характер электронной структуры. Высокая степень локализации s, p-состояний бора определяет решеточные свойства диборидов. Полученные результаты могут быть полезны для синтеза сверхтвердых веществ и создания перспективных материалов техники.
Приводятся результаты исследования дрейфа низкочастотного шума углеродных ре-
зисторов в диапазоне частот 5 10 -4 –1 кГц после 108 часов электроимпульсной обра-
ботки при напряжении 35 В и длительности импульса 10 мкс. На основе анализа по-
лученных спектров зафиксирован рост низкочастотного шума на 5 и 12 % при полосе
пропускания 500 и 5 Гц, при этом дрейф сопротивления образцов составил менее 1 %.
С технологической и научной точки зрения получен важный результат, который в
будущем может использоваться для оценки надежности при исследовании структур
твердотельных электронных приборов.
Регулярные физические нагрузки улучшают когнитивные функции, снижают риск преждевременной смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта, диабета и улучшают качество жизни.
Цель исследования: исследование морфологических показателей кардиомиоцитов левого желудочка (ЛЖ) сердца и пролиферативной активности кардиомиоцитов крыс при физической нагрузке разной интенсивности.
Материал и методы: В качестве опытных животных взяты беспородные самцы крыс (n = 30), которых разделили на три серии. Первой серии крыс давали легкую физическую нагрузку – животные плавали в ванне 15 мин. Животные второй серии находились в ванне в течение 30 мин (средняя тяжесть), третья серия – животные плавали в ванной
до тех пор, пока они не начинали терять силы и тонуть (55–59 мин после нахождения животных в воде). Животных выводили из эксперимента после 10 сеансов водной нагрузки.
Часть крыс (по 5 животных на серию) забивали через 30 сут после окончания эксперимента. После извлечения сердце окрашивали гематоксилином и эозином, определяли количество ДНК в ядрах кардиомиоцитов, подсчитывали двуядерные и Ki-67-позитивные клетки, измеряли диаметр кардиомиоцитов. Статистический анализ проводили в программе STATISTICA 10.0.
Результаты: При гистологическом исследовании изменения выявлялись только в миокарде ЛЖ крыс третьей серии: резко выраженные дистрофические изменения кардиомиоцитов. Встречались клетки с некробиозом, очаговые некрозы групп кардиомиоцитов.
Наибольший уровень полиплоидии кардиомиоцитов имел место во второй и третьей сериях (соотношение диплоидных и тетраплоидных кардиомиоцитов в контроле соответствовало 91,6 ± 7,4%; 8,2 ± 6,3%). В этих сериях отмечалось и изменение количества двуядерных клеток (в контроле – 12,7 ± 1,9‰). Во всех сериях Кi- 67 – положительные ядра не выявлены.
Заключение: Тяжелая физическая нагрузка приводит к структурным нарушениям миокарда, стойкой гипертрофии кардиомиоцитов и сопровождается снижением пролиферативной активности кардиомиоцитов.
Исследование с помощью численного моделирования биомеханики имплантируемых медицинских изделий для сердечно-сосудистой хирургии является ценным инструментом для понимания глубинных механизмов клинических осложнений, возникающих при их применении.
Цель: описание и результаты применения численного метода моделирования аневризматического выбухания стенки сосудистого протеза на основе имитации деградации ее механических свойств.
Материал и методы: Моделирование осуществляли на примере трехмерной компьютерной модели, полученной путем высокоточного томографического сканирования участка сосудистого биопротеза «КемАнгиоПротез» (ЗАО «НеоКор», Россия). На основе полученной 3D-модели путем подключения специализированного скрипта в среде Abaqus/CAE (Dassault systemes, США) имитировали падение модуля упругости (от 100 до 10%) при возникновении запороговых напряжений в материале с накоплением пластической деформации.
Результаты. В ходе приложения 150 условных циклов давления показано, что модель реализует заложенный
функционал и вызывает выбухание сосудистой стенки до 0,7 мм в радиальном направлении при значительной
деградации механических свойств (на 90% относительно исходного модуля упругости) в результате длительного
воздействия давлением. Пластическая деформация составила максимально 0,55%.
Заключение. Исследованный в настоящей работе метод моделирования деградации свойств сосудистой стенки про-
демонстрировал возможность качественной и количественной оценки областей патологического аневризмообразова-
ния численными инструментами. Метод позволяет визуализировать участки выбухания и способен стать ценным ин-
струментом для дополнения существующих подходов к исследованию сосудистых протезов, особенно биологического
происхождения.