Individualisierte Implantate – Zwick liefert innovative Prüftechnik an Karl-Landsteiner Privatuniversität

Die Technik hält immer stärkeren Einfluss in die Medizin. Gründe dafür finden sich im demographischen Wandel und den damit verbundenen sozioökonomischen Herausforderung an das Gesundheitssystem. Innovationen mittels Individualisierung in der Medizintechnik sind notwendig um den derzeit hohen Standard aufrechterhalten zu können. Muskuloskelettale Erkrankungen – wie Osteoporose oder Osteoarthrose - zählen dabei zu den Top 5 Erkrankungen im Alter. Aus diesem Grund wurde an der 2013 gegründeten Karl-Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften in Krems mit drei angeschlossenen Universitätskliniken – kurz KL - der Fachbereich für Biomechanik etabliert und ein Labor für Biomechanik mit Prüftechnik von Zwick ausgestattet.
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Festigkeit von Implantaten

Eine abnehmende Knochenmasse und ein erhöhtes Sturzrisiko führen zu einer Zunahme an Frakturen im Alter. Diese werden mittels unterschiedlichen Implantatsystemen versorgt. Ein gutes Design ist Garant für eine erfolgreiche Behandlung. Als Werkzeug verwendet man Simulationsmethoden aus dem Automobil- und Flugzeugbau welche entsprechend adaptiert werden. Aber auch biomechanische Versuche im Labor sind dabei für die Validierung der Simulationen, die Entdeckung neuer Frakturmechanismen aber auch Untersuchung komplexer Systeme wie bei Implantaten von entscheidender Wichtigkeit. Die „Festigkeit von Implantaten“ umfasst dabei ein breites Spektrum. Statische Festigkeiten unter Zug-, Druck-, und Biegebelastung gemessen mit Universalprüfmaschinen zielen auf die Primärstabilität ab um Aussagen über mögliche Lockerungen bzw. das Anwachsverhalten zu erhalten. Aber auch Untersuchungen des Knochenmaterials, zeitabhängige Kriech- und Relaxationsversuche sowie die Messung von Ausreißfestigkeit von Fixationselementen sind mit solchen Maschinen möglich. Neben statischen Untersuchung ist die Ermittlung von Dauerfestigkeiten unter schwingenden Belastungen bei Implantatsystemen für die Untersuchung von in-vivo Belastungen notwendig.

Servohydraulische oder neue elektrodynamische Prüfsysteme kommen dabei zum Einsatz. Diese biomechanischen Prüfmethoden liefern eine Vielzahl von Kraft- Verschiebungsdaten welche für die Bestimmung der Festigkeiten von Implantaten essentiell sind. Auf der KL in Krems stehen dafür zwei Prüfsysteme der Firma Zwick – eine 30kN Universalprüfmaschine (Z030) und eine 5kN elektrodynamische Prüfeinrichtung (LTM 5) zur Verfügung. Zwick hat umfangreiche Erfahrung in der Implantats-Prüfung und konnte diese im Auswahlprozess für die Laborausstattung zielführend miteinbringen. Dank der intelligenten Komponenten können sowohl normkonforme, als auch individuell konfigurierte Prüfungen durchgeführt werden.

Innovative Biomechanische Prüfungen
Für die Entwicklung von innovativen individualisierten Implantaten bedarf es noch umfangreicher und genauerer Messdaten. Neben klassische Dehnmessstreifen, Kraft-, Weg- und Dehnungsaufnehmer setzt man im neuen Biomechaniklabor auf optische 3D Videoextensometer. Flächige Dehnungsmessung, Mikrobewegungen von Implantatsystem sowie Bewegungsstudien erlauben neue Einblicke in dieses Feld. Die verwendeten Messdatenaufnehmer können direkt in die Prüfmaschinensoftware integriert werden. Dies erlaubt eine schnelle, komfortable und effiziente Messdatenerfassung. Individualisierte Implantate müssen auch gefertigt werden. Dazu werden im Biomechaniklabor der KL im Krems eine CNC Fertigung sowie 3D Druck Möglichkeit bereitgestellt. Schließlich bedarf es auch einer engen Interaktion zwischen den Universiätkliniken, dem Biomechaniklabor der KL und Unternehmen in diesem Bereich für innovative Entwicklung wie individualisierte Implantate.


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Prüflösung von Zwick(15)

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