Магистерская работа студентки Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Екатерины Садовченко удостоена медали РАН за 2025 год
Магистерская работа «Конечно-элементное моделирование установки дентального имплантата» студентки Передовой инженерной школы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) Екатерины Садовченко отмечена медалью Российской академии наук (РАН).
В целях выявления и поддержки талантливых молодых исследователей, содействия профессиональному росту научной молодежи, поощрения творческой активности молодых ученых России и студентов высших учебных заведении России в проведении научных исследований Российская академия наук ежегодно присуждает за лучшие научные работы не менее 21 медали с премиями молодым ученым России и 21 медали с премиями студентам высших учебных заведений России.
Проект, разработанный Екатериной Садовченко, признан лучшей студенческой работой в номинации «Проблемы машиностроения, механики и процессов управления». Научный руководитель работы – главный конструктор по ключевому научно-технологическому направлению СПбПУ «Системный цифровой инжиниринг», директор ПИШ СПбПУ А.И. Боровков; научный консультант – ведущий инженер ПИШ СПбПУ М.А. Жмайло.
В ходе исследования решались следующие задачи:
- Определение физико-механических свойств костных блоков с помощью проведения натурных испытаний.
 |
 |
- Разработка динамической цифровой модели, которая описывает процесс установки имплантатов в подготовленное в костном блоке ложе.
 |
 |
- Валидация цифровой модели с помощью графиков зависимости крутящего момента от угла закручивания имплантата.
- Анализ напряженно-деформированного состояния костного блока и сравнение результатов для различных типов имплантатов.
- Разработка цифровой модели для определения стабильности имплантатов.
- Проведение сравнительной оценки результатов цифрового моделирования стабильности имплантатов и клинических данных.
В рамках данной работы были рассмотрены два типа имплантатов АРТ Стомус A2 Classic и A2 Rock, отличающихся диаметром и шагом резьбы, три костных блока различной плотности. Проведен сравнительный анализ напряжений и пластических деформаций для всех расчетных случаев. Внесено предположение о возможности оценки стабильности имплантатов с помощью измерения первой собственной частоты.
 |
 |
Результаты, полученные в рамках работы, формируют научно-техническую основу для развития отечественной дентальной имплантологии, что способствует реализации стратегии импортозамещения и укреплению технологического суверенитета в сфере здравоохранения.
Работа стала частью проекта, выполненного Инжиниринговым центром «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ в интересах отечественного производителя имплантатов «AРT Стомус». ГК «Стомус» является постоянным партнером Инжинирингового центра и лидером в области разработки и производства высокотехнологичных отечественных дентальных имплантатов. Компания стремится внедрять передовые решения на производстве и проводить всесторонние научные исследования в области имплантологии.
«Мы разрабатываем продукцию, которая действительно помогает людям, и никогда не перестанем стремиться повышать ее качество. А для совершенствования продукта необходимы информативные исследования. Мы не первый раз работаем со специалистами Инжинирингового центра Политеха и неизменно убеждаемся в том, что инструменты цифрового инжиниринга способны помочь нам анализировать явления, которые невозможно оценить «вживую» или традиционными методами исследований».
По результатам работы опубликовано шесть публикаций, индексируемых в РИНЦ:
- Садовченко Е.А., Жмайло М.А., Черновол Е.М. Моделирование процесса установки дентальных имплантатов с применением конечно-элементного анализа / XХIV Зимняя школа по механике сплошных сред Пермь, 24–28 февраля 2025 г. Тезисы докладов. – Пермь: ПФИЦ УрО РАН, 2025;
- Садовченко Е.А., Жмайло М.А., Черновол Е.М. Разработка упругопластической модели материала костного блока с разрушением / Неделя науки ФизМех : сборник материалов Всероссийской научной конференции, 31 марта – 4 апреля 2025 г.;
- Садовченко Е.А. Конечно-элементное моделирование установки дентального имплантата / Сборник тезисов докладов участников VI Международной научной конференции и X Всероссийского молодежного научного форума «Наука будущего – наука молодых» – Саратов, 23–26 сентября 2025 г.;
- Садовченко Е.А., Жмайло М.А., Черновол Е.М. Использование модального анализа для оценки стабильности дентальных имплантатов / Сборник тезисов докладов II Международной конференции «Механика биомедицинских материалов и устройств» (МБМУ-2025), 15–17 июля 2025 г., г. Пермь;
- Черновол Е.М., Садовченко Е.А., Жмайло М.А. Оценка стабильности дентальных имплантатов с применением методов цифрового инжиниринга / Книга тезисов V национальной научно-практической конференции с международным участием «Цифровой инжиниринг и организация наукоемких производств», 30 мая 2025 г., г. Санкт-Петербург;
- Садовченко Е.А., Жмайло М.А., Боровков А.И. Совершенствование контроля качества производства дентальных имплантатов с применением методов цифрового инжиниринга / Книга тезисов VII Всероссийского форума «Передовые цифровые и производственные технологии», 17–18 ноября 2025 г., г. Санкт-Петербург (в процессе публикации).
«Екатерина – яркий пример того, зачем мы создавали Передовую инженерную школу. Перед ней стояла сложная прикладная задача – математическое и компьютерное моделирование в дентальной имплантологии, начиная с разработки математических и компьютерных моделей, выполнение исследований и получение реального результата, который представляет значительный интерес для специалистов-стоматологов и направлено на решение важных национальных задач: импортозамещение и технологический суверенитет в медицине.
Это не абстрактная наука ради науки, это подход, в котором конечно-элементный анализ позволяет создавать конкурентоспособные отечественные имплантаты, снижая риски для пациентов и затраты на разработку. Именно таких специалистов, обладающих необходимыми компетенциями и, главное, с огнем в глазах, мы и стараемся готовить в ПИШ. Они имеют хорошую фундаментальную физико-математическую и вычислительную подготовку, не боятся новых и сложных проблем-вызовов и умеют демонстрировать мультидисциплинарный подход к их решению.
Такие проекты и полученные результаты – это и есть достаточно весомый вклад в научно-технологический прорыв. Поздравляю Екатерину и ее научного консультанта Михаила Жмайло – это наша общая большая победа, которая позволяет развивать актуальное направление вычислительной биомеханики».
Екатерина Садовченко окончила магистратуру ПИШ СПбПУ с красным дипломом и в данный момент является аспирантом ПИШ СПбПУ, продолжая развивать наработанный научный задел. Во время обучения в магистратуре была награждена знаком «Отличник учебы» III степени. В рамках выполнения исследовательской работы победила в конкурсе докладов среди студентов, аспирантов, молодых ученых на XXIV Зимней школе по механике сплошных сред (Пермь, 24–28 февраля 2025 г.) и конкурсе научно-исследовательских работ Х Всероссийского молодежного научного форума «Наука будущего – наука молодых» среди студентов и аспирантов в секции «Информационные технологии и математика» (Саратов, 23–26 сентября 2025 г.).
Отметим, что с 2020 года от структур Экосистемы технологического развития СПбПУ – Института передовых производственных технологий и Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» – были поданы три заявки на премию Российской академии наук, и все три работы молодых ученых-политехников были удостоены медалями РАН. Помимо Екатерины Садовченко, чья работа удостоена медали в 2025 году, в числе лауреатов премии РАН:
- Федор Тарасенко, магистрант Института передовых производственных технологий федерального СПбПУ – за работу «Построение высокоадекватных моделей металлических материалов аддитивного производства и решетчатых структур на их основе» (2020);
- Лилия Нежинская, магистрант ПИШ СПбПУ – за работу «Исследование влияния топологических характеристик метаматериалов на их макроскопические механические свойства» (2023).
