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Simulation eines graduellen Sehnenersatzmaterials

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Kleinschrodt, Claudia ; Hüter, Florian ; Alber-Laukant, Bettina ; Rieg, Frank ; Neubauer, Vanessa ; Koeck, Kim ; Scheibel, Thomas:
Simulation eines graduellen Sehnenersatzmaterials.
2018
Event: Workshop des DVM-Arbeitskreises "Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen" , 19.-20.10.2018 , Berlin.
(Conference item: Workshop , Speech )

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Intakte Sehnen stellen die mechanische Verbindung zwischen Muskeln und Knochen dar und nehmen somit eine fundamentale Rolle in Bewegungsabläufen ein. Ist eine Sehne geschädigt oder gar gerissen, bedeutet dies große Einschränkungen für den Betroffenen bzw. die Notwendigkeit eines chirurgischen Eingriffs. Doch die Reparatur von Sehnen ist aufgrund eines eingeschränkten natürlichen Heilungsprozesses eine große medizintechnische Herausforderung. Bei einer signifikant zerstörten Sehne ist häufig die Verwendung von Ersatzmaterialien nötig. 1,2 Als Inspiration eines neuen Sehnenersatzmaterials dient ein Vorbild aus der Natur - der Muschelbyssus. Durch den besonderen graduellen Aufbau dieser F{\"a}den ist es der weichen Muschel m{\"o}glich, sich an starren Steinen auch bei starken Str{\"o}mungen festzuhalten, ohne dabei Schaden zu nehmen 3. Um eine mechanisch erfolgreiche Verbindung zwischen hartem Knochen und weichem Muskel zu gew{\"a}hrleisten, sollte das Material an das zu reparierende Gewebe angepasst sein. Zur {\"U}berbr{\"u}ckung von Spannungsspr{\"u}ngen an den Grenzzonen k{\"o}nnen also auch hier Gradientenmaterialien dienen. Die Herstellung des Ersatzmaterials ist durch den Syntheseprozess sehr aufw{\"a}ndig. Durch die {\"U}bertragung der methodischen Konstruktion der Produktentwicklung auf die Herstellung eines Layouts f{\"u}r Gradientenverl{\"a}ufe des Ersatzmaterials und der anschlie{\ss}enden FEM Simulation ist es gelungen, bereits vor der Herstellung des Ersatzmaterials die mechanischen Eigenschaften des Endproduktes vorherzusagen. Es werden verschiedene Verl{\"a}ufe und Layouts einer Modellsehne simuliert und Spannungsverl{\"a}ufe entlang der Sehne ausgewertet, um anschlie{\ss}end eine Aussage {\"u}ber deren Eignung f{\"u}r die gew{\"u}nschte Anwendung zu treffen.

Further data

Item Type: Conference item (Speech)
Refereed: No
Keywords: FEA; Medizintechnik
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD > Chair Engineering Design and CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 02 May 2019 06:30
Last Modified: 02 May 2019 06:30
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/48761