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Mechanische Festigkeit von Implantaten

Eine weitere Ursache für die Lockerung von Endoprothesen ist das mechanische Versagen des Zements bei zementierten Prothesen bzw. die unzureichende mechanische Primärstabilität zementfreier Prothesen, wodurch ein Anwachsen des Knochens an die Prothese verhindert wird. Zur Ermittlung der Stabilität der Zementverbindung bzw. der Prothesen-Knochen-Grenzfläche kommen im Labor für Biomechanik und Experimentelle Orthopädie sowohl statische als auch dynamische Prüfmethoden zum Einsatz. Für die Durchführung von statischen Zug- und Druckversuchen ist im Labor eine Universalprüfmaschine vorhanden. Aber auch zeitabhängige Kriech- und Relaxationsversuche können mit der Universalprüfmaschine durchgeführt werden.

Für die Ermittlung von Dauerfestigkeiten wird im Labor eine dynamische Hydropuls-Prüfmaschine verwendet. Damit können die Prothesen zeitlich periodischen Belastungen unterworfen werden, welche die in vivo auftretenden dynamischen Verhältnisse simulieren. Während der Prüfung können die Mikrobewegungen zwischen Prothese und Knochen mittels zusätzlicher Messfühler erfasst werden. Diese geben einen direkten Aufschluss über die lokalen Stabilitäten der Prothesen-Knochen-Grenzfläche in Echtzeit.

 

 

 Schenk

 

Natürlich ist für Implantate eine mechanische Festigkeit, welche die Implantate lebenslang allen in vivo auftretenden Belastungen standhalten lässt, auch weiterhin Grundvoraussetzung für den klinischen Einsatz. Im Labor können mit den verfügbaren statischen und dynamischen Prüfmaschinen und Fallwerken unter anderem die Zug-, Druck- und Bruchfestigkeiten, die Steifigkeiten sowie Relaxations- und Kriechparameter von Implantat-, Scaffold- und Knochenmaterialien bestimmt werden. Weitere Einsatzbereiche sind die Prüfung der Dauerschwingfestigkeit von Implantaten nach ISO-Norm und die Dauerfestigkeit von Knochenzement nach ASTM-Norm.

 

 Zwick

 

Ein weiteres Forschungsthema des Labors ist die Ermittlung der mechanischen Ausreißfestigkeit von neuartigen Fixationselementen für die Rotatorenmanschettennaht. Die Fadenanker werden dazu in humanen Präparaten des Oberarmknochens befestigt und einer sich stufenweise erhöhenden Zugbelastung bis zum Versagen unterzogen.

 

 Anker

 
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