ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Выполнить математическое моделирование глаза как механической системы с приложением к повышению информативности медицинской диагностики и оценке эффективности лечения. Разработать математические модели клеточных систем с учетом активных взаимодействий и перемещений клеток, в частности, для приложения к исследованиям механизмов эмбриогенеза. Разработать и исследовать математические модели механики и регуляции поперечно-полосатых мышц и насосной функции левого желудочка сердца в норме и при некоторых патологиях. Исследовать изменения реологических свойств крови, а также деформируемости и прочности эритроцитарных агрегатов при некоторых заболеваниях человека. Исследовать влияние варьируемых параметров оперативного вмешательства и свойств поверхности имплантата на адгезионные свойства цементного соединения «трансдентальный имплантат-зуб».
The aim of the project is to study several problems of theoretical and applied biomechanics: • to perform mathematical modelling of the eye as a mechanical system with to increase the sensitivity and specificity of medical diagnostics and to evaluate the treatment outcome; • to develop mathematical models of cell systems taking into account the active interactions and movements of cells, in particular, for application to the study of the mechanisms of embryogenesis; • to develop and to study multiscale mathematical models of mechanics and regulation of striated muscles and the pumping function of the left ventricle of the heart in health and disease; • to study changes in the rheological properties of blood, as well as the deformability of red blood cells and the strength ща their aggregates in some human diseases; • to study the effect of various parameters of surgical intervention and the properties of the implant and cement compound on the mechanical properties of the “implant-jaw” system.
Будут построены математические модели применяемых в офтальмологии методов клинической оценки механических свойств и механического состояния обследуемого глаза. Результаты будут использованы для создания уточненных методик обработки результатов измерений и решения практических задач, в том числе для разработки новых методов диагностики и оценки результатов лечения. Будут построены и исследованы новые математические модели активных биологических сплошных сред. На базе этих моделей будут изучены процессы самоорганизации в таких средах и участие механических факторов в раннем эмбриогенезе. Будут проведены молекулярно-динамические расчеты механики некоторых сократительных и регуляторных белков саркомеров в норме и при наличии мутаций, связанных с наследственными кардиомиопатиями и миопатиями. Результаты этих расчётов вместе с экспериментальными данными коллег из РАН будут использованы для оценки возможных подходов к снижению негативных последствий таких мутаций. Будут построены и исследованы новые математические модели механики миокардиальной ткани и левого желудочка сердца как органа и проведено численное моделирование влияния различных молекулярно-клеточных нарушений в сердечной мышце на насосную функцию сердца. Будет исследовано влияние геометрии и физико-химических характеристик имплантата и связующего цемента на механические свойства системы «имплантат-цемент-кость» и выработаны рекомендации по оптимизации тактики соответствующего оперативного вмешательства.
Коллектив имеет многолетний опыт работы в различных областях биомеханики: биомеханики мышц, биомеханики кровообращения, биомеханики глаза, биомеханики роста и эмбриогенеза, биомеханики твердых биологических тканей. Результаты этих работ были опубликованы в ведущих отечественных и международных журналах, включая такие авторитетные журналы как Nature, PNAS, Structure и докладывались на многочисленных конференциях и съездах, включая Всероссийские и Всемирные.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: Выполнены расчеты деформирования роговицы и глазного яблока в целом при различных режимах нагружения с учетом нелинейной зависимости напряжений в роговице от ее деформаций. Разработана модель сплошной среды, образованной клетками двух типов, различающихся адгезионными свойствами и механизмами механической активности, и продемонстрирована возможность описания сортировки клеток на основе этой модели. Проведено численное исследование напряженно-деформированного состояния и перемещений окружающих тканей шинированного зуба, армированного трансдентальным имплантатом и проведено сравнение аналогичных показателей у зуба без шинирования. Проведено численное исследование зависимости производительности левого желудочка сердца в системе кровообращения от геометрических характеристик желудочка в норме и при некоторых заболеваниях сердца. Экспериментально определены реологические показатели крови при патологиях различного генезиса | ||
2 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: Построена модель аппланационной тонометрии с учетом нелинейной упругости роговицы, выполнены расчеты и предложены практические рекомендации. Изучено влияние типа выбранных соотношений (интегральных и дифференциальных) на форму решений (в частности, задачи о развитии полости в однородном многоклеточном сфероиде). Построены и верифицированы по данным рентгенодифракционных экспериментов модели атомной структуры миозиновых нитей мышц некоторых беспозвоночных и позвоночных животных. Разработаны и протестированы новые математические модели миокардиальной ткани. Проведены численные эксперименты по изучению зависимости механических свойств зубных имплантатов в зависимости от конструкции и условий имплантации. | ||
3 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: Проведён анализ прочностных свойств штифтовых циркониевых вкладок для обоснования их применения в восстановлении культи зуба. Численно исследовано влияние нелинейности упругих свойств роговицы на показания тонометрии по Шиотцу и дифференциальной тонометрии; результаты использованы при усовершенствовании предложенной нами ранее методики ранней диагностики глаукомы. Выполнено моделирование деформирования активной клеточной среды с учетом особенностей межклеточных взаимодействий на границах с внешней средой и между различными тканями в приложении к описанию процесса сортировки клеток. Проведено молекулярно-динамическое исследование влияния некоторых кардиомиопатических мутаций на механические и функциональные свойства регуляторных белков сердечной мышцы, выяснены возможные молекулярные механизмы их патогенности. Построена и исследована новая электро-механическая модель миокардиальной ткани для численных исследований работы сердца. | ||
4 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: На основе численных расчетов разработана методика оценки индивидуальных механических характеристик глаза по данным применения различных клинических методов измерения с учетом нелинейности упругого поведения роговицы; предложены рекомендации по уточнению диагностических критериев. Выполнено моделирование деформирования активной клеточной среды с целью исследования роли хаотической клеточной активности и клеточной подвижности в процессе сортировки клеток. Разработана молекулярно-динамическая модель регуляторной единицы сердечной мышцы для оценки патогенности вновь обнаруженных мутаций в сократительных и регуляторных белках Разработана конечно-элементная модель электромеханики сердца для приложения к задачам персонализированной медицины. Проведено исследование прочностных характеристик новых и перспективных зубочелюстных конструкций. | ||
5 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: Поставлена и решена серия тестовых задач сердечной электромеханики в новом численном пакете на основе пакета INMOST. Верифицирована и уточнена молекулярно-динамическая модель регуляторной единицы сердечной мышцы для оценки патогенности мутаций в сократительных и регуляторных белках. Построена и исследована математическая модель деформирования глазного яблока в клинических устройствах, воздействующих на роговицу струей сжатого воздуха. Выполнено математическое моделирование эволюции кластера клеток, активно взаимодействующих между собой и с внеклеточным матриксом. Численно исследовано влияния толщины штифтовой стоматологической конструкции, изготовленной из диоксида циркония с использованием CAD/CAM технологий, на напряженно-деформированное состояние материалов зубочелюстного сегмента. Исследованы различные случаи агрегации эритроцитов в потоке при их начальной гиперагрегации. | ||
6 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: | ||
7 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Биомеханика |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".