Auslegung, Herstellung und mechanisch-technologische Eigenschaften von bioresorbierbaren Schrauben aus Knochenmaterial für die Kniebandchirurgie

膝关节韧带手术用骨材料生物可吸收螺钉的设计、生产及机械技术性能

• 批准号: 34569198
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Friedrich-Wilhelm Bach (†)
• 金额: --
• 依托单位: Klinik für kleine Klauentiere und Forensische Medizin und Ambulatorische Klinik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/34569198?language=en
• 关键词: Auslegung; Herstellung; und; mechanisch; technologische

In der orthopädischen Chirurgie werden biodegradable Nichteisen-Implantate regelmäßig in der Kreuzbandchirurgie verwendet, da diese neben dem Verzicht auf einen Sekundäreingriff und eine Vermeidung des „Stress-Shielding1“ auch eine artefaktfreie Darstellung im Nativröntgenbild, CT und MRT ermöglichen. So genannte Interferenzschrauben aus Polyglykolid oder Polylaktid sind in vielen Zentren das Standardimplantat. Fremdkörperreaktionen auf diese Materialien werden allerdings in der Literatur mit bis zu 23% Wahrscheinlichkeit angegeben [1]. Ziel dieses Antrages ist die Auslegung und reproduzierbare Fertigung einer Schraube aus Knochenmaterial für die Kniechirurgie, welche in ihrem Einwachsverhalten und ihren biomechanischen Eigenschaften denen der herkömmlich eingesetzten Polymer-Schrauben überlegen ist. Zur Auslegung einer geeigneten Schraubengeometrie soll im Rahmen des Forschungsvorhabens die Knochen/Sehnen-Schraubenverbindung durch geeignete Stoffgesetze modelliert werden. Hierzu sind durch biomechanische Testungen die Stoffdaten der Komponenten, wie Knochen- und Sehnenmaterialien, zu ermitteln. Um eine spätere, möglichst gute Knochenheilung zu ermöglichen, werden die Schrauben mit der gewebeschonenden athermischen Wasserstrahltechnik gefertigt. Alle Fertigungsschritte vom Reinigen des Rohmaterials bis hin zur Fertigung der Schrauben mit den Schritten Bohren, Abtragen und Drehen können mit diesem Verfahren berührungslos vollzogen werden. Für die notwendigen Fertigungsschritte werden Gesetzmäßigkeiten für Parametereinflüsse herausgearbeitet, um eine hohe Reproduzierbarkeit der Schraubengeometrien zu gewährleisten. Die durch den Strahlprozess gegebenen Randbedingungen (Strahldurchmesser, Rauheiten, etc.) werden ermittelt und in der Auslegung der Schrauben berücksichtigt. Um eine Vergleichbarkeit der Schraubenfestigkeit mit bereits eingesetzten Polymerinterferenzschrauben zu gewährleisten, sollen biomechanische Tests der Schrauben durchgeführt werden, deren Ergebnisse iterativ in die Schraubenauslegung zurückfließen. Das prognostizierte gute Einwachsverhalten der Schrauben aus Knochenmaterial soll weiterhin durch Tierversuche am Schweinemodell nachgewiesen werden, da Schweine gegenüber Schafen ein dem Menschen eher entsprechendes Verhältnis zwischen Spongiosa und Kortikalis aufweisen. Dabei soll in der ersten Phase als Referenz die Schraubengeometrie einer Standard-Polymerschraube aus Knochenmaterial gefertigt werden, um den Geometrieeinfluss auf das Einwachsverhalten auszuschließen. Nach zwei Jahren soll als Ziel eine belastungsangepasste Schraube aus Knochenmaterial reproduzierbar herstellbar sein, die gegenüber Vergleichsschrauben deutlich bessere mechanisch-technologische Eigenschaften besitzt. In der zweiten Antragsphase (3. Antragsjahr) soll die funktionale Überlegenheit der belastungsangepassten Schraube aus Knochen gegenüber den Polymerschrauben durch eine zweite Tierversuchsreihe im für Kniebandrekonstruktionen geeigneteren Schafsmodell verifiziert werden. Hierbei werden die Interferenzschrauben wiederum gefertigt und als Sehnenimplantatbefestigung eingesetzt. Durch Verlaufskontrollen und post mortem durch biomechanische Prüfung der Knochen/Sehnen-Knochen-Verbindung wird die funktionale Überlegenheit überprüft.

在骨科手术韦尔登可生物降解的Nichteisen-植入物regelmäßig在Kreuzbandchirgie verwendet中，通过这种方法将Verzicht auf einen Sekundäreingriff和eine Vermeidung des“Stress-Shielding 1”auch eine artefaktfreie Darstellung im Nativröntgenbild，CT和MRT ermöglichen。因此，从多聚糖或多聚乳酸中产生的干扰是非常标准的。Fremdkörperreaktionen auf diese Materialien韦尔登allerdings in der Literatur mit bis zu 23% Wahrscheinlichkeit angegeben [1]. Ziel dieses Antrages ist die Auslegung and reproduzierbare Fertigung einer Schraube aus Knochenmaterial für die Schraube，welche in ihrem Einwachsverhalten and ihren biomechanischen Eigenschaften denen der herkömmlich eingesetzten Polymer-Schrauben überlegen ist. Zur Auslegung einer geigneten Schraubengeometrie soll im Rahmen des Forschungsvorhabens die Knochen/Sehnen-Schraubenverbindung durch geignete Stoffgesetze modelliert韦尔登。这些都是通过生物力学测试来确定组件的强度数据的，就像知识和外观材料一样。在一个小洞里，最好的办法是用热辐射技术使韦尔登的Schrauben保持完好。所有的固化材料都是通过固化材料的固化来进行的，固化材料、吸收剂和干燥剂都是通过韦尔登的固化来进行的。Für die notwendigen Fertigungsschritte韦尔登Gesetzmäßigkeiten für Parametereinflüsse herausgearbeitet，um eine hohe Reproduzierbarkeit der Schraubengeometrien zu gewährleisten. Die durch den Strahlprozess gegebenen Randbedingungen（Strahldurchmesser，Rauheiten，etc.）韦尔登在Schrauben的Auslegung中被关闭。通过对韦尔登进行生物力学测试，确定了一种具有聚合物干扰的Schraubenfestigkeit的Vergleichbarkeit，在Schraubenauslegung zurückfließen中进行迭代。由于Schrauben的内部结构是通过Schweinemodell韦尔登的Tierversuche来实现的，Schweine gegenüber Schafen ein dem Menschen eher entrechendes Verhältnis zwischen Spongiosa und Kortikalis aufweisen。在第一阶段，我们将参考一种由韦尔登材料制成的标准聚合物的Schraubengeometrie，对几何形状的影响进行分析。在二十年前，一个由可再生材料制成的紧固件被德国的机械技术特征所取代。In der zweiten Antragyrase（3. Antragsjahr）soll die funktionale Übertescheber der belastungsangepasten Schraube aus Knochen gegenüber den Polymerschrauben durch eine zweite Tierversreihe im für bandrekonstruktionen geigneteren Schafsmodell verifiziert韦尔登.在此韦尔登将干扰消除并将其植入。通过Knochen/Sehnen-Knochen-Verbindung的生物力学测试进行的尸检和尸检显示功能良好。