Моделирование механики биоматериалов как инструмент натурного эксперимента на основе его виртуального аналога

О проекте

Проект сочетает виртуальные и натурные эксперименты. Предусмотрена разработка открытой программной инфраструктуры для конечно-элементного планирования натурного эксперимента и протоколов испытаний биоматериалов, необходимых для получения феноменологических и data-driven определяющих соотношений. В натурной части выполняется серия биомеханических испытаний мягких тканей/биоматериалов (ePTFE-трансплантаты Gore-Tex, «Экофлон», ксеноперикардиальные заплаты «Неокор»).

Руководитель проекта: Артур Овсепьян, младший научный сотрудник, Научный центр информационных технологий и искусственного интеллекта.

Проект, вошедший в число победителей в рамках открытого публичного конкурса на получение грантов Российского научного фонда по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс), реализуется при поддержке Российского научного фонда и федеральной территории «Сириус» (паритетное финансирование). 

Актуальность проекта

Применение математических моделей механики мягких тканей и тканеинженерных конструкций востребовано в кардио- и эндоваскулярной хирургии, травматологии, ортопедии и нейрохирургии. Для построения таких моделей необходимы достоверные экспериментальные данные о механических свойствах биоматериалов, которые можно получить лишь в условиях корректно спланированного натурного эксперимента — с заранее рассчитанной схемой нагружения и надёжным оснащением.

Научная и практическая значимость проекта

Реализация проекта позволит стандартизировать подход к биомеханическому эксперименту, разработать новое оборудование и протоколы испытаний, тем самым повысив точность идентификации математических моделей механики биоматериалов. Итогом станет формирование экспериментальных методик для data-driven определяющих соотношений, которые лягут в основу новых биомедицинских технологий.

Ожидаемые результаты

К завершению проекта будут:

  1. сформулированы критерии корректного натурного эксперимента (однородность поля напряжений, отсутствие разрушения образца и др.);
  2. утверждены протоколы стандартных биомеханических тестов для идентификации гиперупругих моделей;
  3. подготовлены протоколы испытаний для data-driven построения определяющих соотношений;
  4. создана база открытых экспериментальных данных.

Партнеры

Другие проекты

Разработка молекулярных моделей многофазных смесей пластовых флюидов и разработка прототипа гибридного симулятора многофазной фильтрации в пористых средах
Подробнее
Теоретико-числовые и вычислительные проблемы для якобианов гиперэллиптических кривых и их приложения
Подробнее
Потоковое моделирование метаболизма аэробного метанотрофа Methylotuvimicrobium alcaliphilum 20ZR с учетом молекулярно-генетических механизмов его регуляции
Подробнее
Комплексные математические платформы количественной фармакологии для повышения эффективности разработки лекарственных средств в онкологии, эндокринологии, кардиологии и иммунологии
Подробнее
Экспериментальное исследование и математическое моделирование механического поведения биоматериалов
Подробнее
Арифметические проблемы в якобианах гиперэллиптических кривых
Подробнее
Разработка методов интеллектуального управления робототехнической системой в условиях меняющейся внешней среды для автоматической сборки
Подробнее
Технологии противодействия ранее неизвестным квантовым киберугрозам
Подробнее
Технология самовосстановления киберфизических систем национальной критической информационной инфраструктуры в условиях беспрецедентного роста угроз безопасности на основе искусственного интеллекта
Подробнее
Исследование гетерогенности районов открытого хроматина на уровне клеточных субпопуляций на основании массового анализа single-cell ATAC-seq данных
Подробнее
Feedback

By clicking the "I AGREE" button, you confirm that you are aware of the use of cookies on our website and have read our Privacy Policy

Agree