1. Математическое моделирование структурной перестройки костной ткани

Цель работы состоит в разработке математических моделей биологических тканей, описывающих процессы дифференциации клеток и структурной перестройки ткани под действием механического воздействия, и программного обеспечения для детального исследования вынужденных потоков внутритканевой жидкости в иерархической системе пор костного вещества как ключевого регулирующего фактора ростовых процессов живой ткани.

В ходе выполнения диссертации должна быть разработана динамическая модель адаптирующейся сплошной среды и математический алгоритм, описывающий процесс структурной перестройки биологических тканей под действием внешнего механического стимула. Методами вычислительной математики на основе полученной теоретической модели должен быть реализован численный алгоритм и программное обеспечение для компьютерного анализа процесса костной перестройки.

Требуется провести ряд численных экспериментов и исследовать процессы восстановления поврежденных костных элементов опорно-двигательного аппарата человека при наличии динамической нагрузки. Особое внимание должно быть уделено теоретически обоснованному выбору оптимального периодического воздействия на поврежденные органы с целью их скорейшего и устойчивого восстановления.

Руководитель: доктор физ.-мат. наук Маслов Леонид Борисович, (4932) 269712, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Время обучения: 2012 -€“ 2015 по очной форме, 2012 -€“ 2016 по заочной форме.

Дополнительная информация: Научный проект имеет дополнительную финансовую поддержку за счет гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 12-01-00054 на 2012 -€“ 2014 годы.

2. Исследование вынужденных потоков внутритканевой жидкости в пористых биологических средах

Целью диссертации является исследование динамического распределение давления и потоков физиологической жидкости в разветвленной системе пор компактного и губчатого вещества большеберцовой кости человека в естественных условиях функционирования. В качестве силового воздействия на объект исследования рассматриваются нагрузки, возникающие при нормальной двигательной активности человека, со стороны опорной поверхности и активных скелетных мышц. Отдельно рассматривается гармоническое воздействие, анализ влияния которого на вибрационные потоки внутритканевой жидкости проводится для кости в нормальном и патологическом состояниях.

Для решения поставленных задач используются методы математического моделирования на основе механики сплошных сред и экспериментальные подходы вибрационной биомеханики для верификации моделей биологических структур. Должна быть разработана теоретическая модель костной ткани, представляющая собой эффективную пороупругую среду с двойной системой пор, позволяющую адекватно описать процессы динамического взаимодействия поровой жидкости и упругого матрикса биологической ткани. В качестве численных средств реализации предлагается использовать метод конечных элементов, авторский вычислительный комплекс и программную систему ANSYS (ANSYSInc.). 

Руководитель: доктор физ.-мат. наук Маслов Леонид Борисович, (4932) 269712, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Время обучения: 2012 -€“ 2015 по очной форме, 2012 -€“ 2016 по заочной форме.

Дополнительная информация: Научный проект имеет дополнительную финансовую поддержку за счет госзаказа Министерства образования и науки РФ № ГД 13/12 на 2012 -€“ 2014 годы.

Научный проект имеет дополнительную финансовую поддержку за счет госзаказа Министерства образования и науки РФ № ГД 13/12 на 2012 -€“ 2014 годы.