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Methodische Untersuchung verschiedener Kraftwandlungsprinzipien am Beispiel eines laparoskopischen Nadelhalters

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Rosnitschek, Tobias ; Hüter, Florian ; Schlereth, Marc ; Kleinschrodt, Claudia ; Rieg, Frank:
Methodische Untersuchung verschiedener Kraftwandlungsprinzipien am Beispiel eines laparoskopischen Nadelhalters.
2019
Event: Tagung des Arbeitskreises Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen , 27.-28. November 2019 , Rostock.
(Conference item: Conference , Speech )

Abstract in another language

Unter der Laparoskopie wird prinzipiell eine neue Form der Durchführung chirurgischer Eingriffe verstanden. Diese minimal-invasive Methode hinterlässt im Gegensatz zur konventionellen Vorgehensweise durch endoskopische Arbeitsweise kleinere Narben und senkt daher die Infektionsgefahr. Am Markt ist hierfür bereits ein umfangreiches Instrumentarium verfügbar, das für verschiedene Anwendungsfälle konzipiert ist. Unter anderem werden zum Führen einer Nadel Nadelhalter benötigt. Hierfür muss eine verhältnismäßig große Kraft aufgewendet werden, da die Nadel nicht verrutschen soll und Gewebe durchdringen muss. Bei solchen Instrumenten wird die Kraft vom Handgriff über einen dünnen Schaft mittels Bowdenzug zum Instrumentenkopf übertragen. Dort schließt ein bewegliches Maulteil rotatorisch die Lücke zum statischen Teil, der aus dem Schaft hervorgeht. Im aktuellen Design ist aufgrund des ungünstigen Kraftwandlungsprozess eine hohe Betätigungskraft bei gleichzeitig relativ geringer Klemmkraft aufzubringen, was in einer starken Beanspruchung der Muskulatur des operierenden Arztes resultiert. Ziel dieser Arbeit ist es, durch eine methodische Untersuchung verschiedener Kraftwandlungsprozesse das Verhältnis von Klemmkraft zu Betätigungskraft zu erhöhen, um so den Arbeitsalltag des operierenden Arztes zu verbessern und gleichzeitig die Sicherheit des Patienten zu erhöhen. Hierzu werden verschiedene Wirkprinzipien im Sinne der Konstruktionsmethodik nach Pahl/Beitz und Roth entwickelt und anschließend systematisch anhand der VDI-Richtlinie 2225 bewertet. Die Beurteilung der mechanischen Festigkeit der verschiedenen Designverschläge erfolgt mittels einer Finiten Elemente Analyse. Die hierzu verwendete Modellierungsstrategie basiert auf Vorarbeiten von Zahn. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen deutlich das Potential zur Steigerung des Verhältnisses von Klemm- zu Betätigungskraft durch die Änderung des Kraftwandlungsprinzips. Ferner werden mögliche Ansätze zur Optimierung der mechanischen Beanspruchung des Nadelhalters im Klemmbereich aufgezeigt.

Further data

Item Type: Conference item (Speech)
Refereed: No
Institutions of the University: 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 Dec 2019 08:16
Last Modified: 02 Dec 2019 08:16
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/53439