Schwerpunkte
Die Forschungsschwerpunkte der Abteilung Biomechanik und Kinematik liegen in der funktionellen Prüfung von orthopädischen Implantaten und in der Gelenkkinematik. In enger Zusammenarbeit forschen Ingenieure und Mediziner interdisziplinär am künstlichen Gelenkersatz mit unterschiedlichsten, kliniknahen Fragestellungen. Die Abteilung bietet dabei eine Reihe von Leistungen und Verfahren an und hat über die Jahre in zahlreichen Projekten ein breites Methodenspektrum aufgebaut.
Gerne können Sie uns mit Ihrer Fragestellung kontaktieren. Die Abteilung Biomechanik und Kinematik des LBBs bietet ein offenes Portal für wissenschaftliche Kooperationen oder Auftragsforschung.
Dr. Bastian Welke
Telefon: +49 (0)511 5354 652
Telefax: +49 (0)511 5354 875
E-Mail: welke.bastian@mh-hannover.de
Leistungen & Verfahren
- Gelenkkinematik
- Starrkörperanalyse
- Migrationsbestimmung
- Schulter – Operationstechniken, Endoprothesen, Osteosyntheseimplantate
- Wirbelsäule – Dynamische Implantate, Spondylodeseimplantate, Bandscheibenprothesen, Kyphoplastik
- Knie -Endoprothesen, Funktionelle Dauerbelastung
- Hüfte
- Kriech-Indentation
- Festigkeitsprüfung
- Schulter
- Wirbelsäule
- Knie
- Hüfte
- Kniegelenkskomponenten
- Hüftgelenkskomponenten
- Mehrkörpersimulation – The AnyBody Modeling System
- Finite Elemente Analyse – ANSYS
Prüfmaschinen
Serieller Sechsachsroboter KUKA KR16-2 mit KR C4 Steuerung
- Kraft- und Momentenregelung
- Sechs-Komponenten-Sensor
- Max. Last: 16kg
Kinemator
- Sieben servohydraulische Aktoren
- Maximale Kraft je Aktuator: 3000N
- Kraftregelung
Anwendungen
- Funktionelle Gelenk- und Implantatprüfung
- Hüfte
- Schulter
- Knie
- Wirbelsäule
Technische Daten
- Maximale axiale Last (Zug/Druck): 15kN
- Maximales Drehmoment:100Nm
- Druck Hydraulikaggregat: 270 bar
- Maximaler Weg Aktuator: 150mm
- Totale Rotation Aktuator: 270°
- Div. Kraftaufnehmer: 500 N, 2,5 kN, 15KN/150Nm
Anwendung
- 3- und 4-Punkt-Biegung
- Testung von Röhrenknochen
- Testung von Implantaten (Marknägel, Osteosyntheseplatten,…)
- Dauerversuche gesamter Konstrukte
- Dauerfestigkeit und Belastbarkeit von Implantaten zur Osteosynthese
- Testung von Weichgewebe (Sehnenausriß,…)
Technische Daten:
- Maximallast: 100 kN
- Prüftemperatur: -70°C bis +350°C
- Frequenzbereich von 1 bis 10 Hz
- Abstand zwischen den Einspannungen 562 mm
- Antriebseinheit Hydrauliksystem
Anwendung:
- Zug, Druck, Biegung
- 3- und 4-Punkt-Biegung
- Testung von Röhrenknochen
- Testung von Implantaten (Marknägel, Osteosyntheseplatten,…)
- Dauerversuche gesamter Konstrukte
- Dauerfestigkeit und Belastbarkeit von Implantaten zur Osteosynthese
- Testung von Weichgewebe (Sehnenausriß,…)
- Dauerschwingversuche
Technische Daten
- Maximale Prüflast: 10kN
- Maximale Transversengeschwindigkeit: 800mm/min
- Zwei Kraftaufnehmer: 200N und 10kN
Anwendung
- Zugversuche von Weichgewebe (Sehnen, Herzklappen,…)
- Confined Compression Test von Knorpelgewebe und -konstrukten
Simulation der Kniebewegung
- Nachahmung der kniegelenktypischen Belastung unter einer Roll-Gleit-Bewegung
- Standardisiertes Prüfverfahren (in Anlehnung an ASTM F1715-00, ASTM F2026-06, ISO 14243-2)
- Vereinfachte Geometrien der Knieimplantatkomponenten: Grundplatte (Tibia) und zylindrischer Gegenkörper (Femur)
- Axiale Kraft von 700N (simulierter Einbeinstand)
- Auf 37°C temperierte Ersatzflüssigkeit der Synovia
Verschleißprüfung
- Bestimmung des Materialverlusts von Implantatmaterialien
- Darstellung des Verschleißverhaltens mittels gravimetrischer Messung
- Langzeitverschleißmessungen unterschiedlicher Materialpaarungen
Simulation der Kniebewegung
- Nachahmung der kniegelenktypischen Belastung unter einer Roll-Gleit-Bewegung
- Vereinfachte Geometrien der Knieimplantatkomponenten: Bikonkave Grundplatte (Tibia) und bikonkaver zylindrischer Gegenkörper
- Axiale statische Belastung
Ersatzflüssigkeit der Synovia oder Läppmittel
Verschleißprüfung
- Bestimmung des Materialverlusts von Implantatmaterialien
- Darstellung des Verschleißverhaltens mittels gravimetrischer Messung
- Langzeitverschleißmessungen unterschiedlicher Materialpaarungen
Messgrößen:
- Ermittlung der biomechanische Eigenschaften von Knorpelgewebe – und konstrukten
- Ermittlung der Dicke von Knorpelgewebe und -konstrukten
Anwendungsbereiche:
- Knorpelgewebe
- Knorpelkonstrukte
- Knorpelregenerate
- NDI Polaris P4
- NDI Optotrak Certus
Generatorleistung:
- Durchleutung: 40kV bis 110kV/0,2 bis 6mA
- Aufnahme 40kV bis 110kV/20mA
- Betriebsfrequenz: 20Hz
Max. Betriebsdaten:
- Durchleuchtung: 100kV/0,2-6mA
- Aufnahme:110kV/20mA
- Ausnahmezeit: 0,1 bis 4 Sekunden
Röntgen-Kontrollbereich:
- Doppelfokus Stehanodenröhre
Bildverstärkerröhre:
- 17/10 cm oder 23/15 cm, Cäsium – Jodid
- Vergrößerung : 1,5fach
Durchleuchtungsraster:
- Pb 8/1 40
Technische Daten
- Messauflösung/Ablesbarkeit: 0,01mg
- Reproduzierbarkeit <±mg 0,015/0,025
- Linearitätsabweichung <±mg 0,1
- Max. Bereich: 230g
- Messzeit (typisch): 8s
- Einsatz-Temperaturbereich +10 … +30 °C
- Vollautomatischer Windschutz
- Integrierter Elektrostatik-Eliminator zur Neutralisation störender elektrostatischer Ladungen (Ionisator)
