Modellierung und numerische Simulation der minimal invasiven Injektion von akrylischen Knochenzementen in osteoporotisch geschädigte Wirbelkörper innerhalb der Vertebroplastie

DAS ZIELL DES Gesamtvorhabens ist die modellbasierte Untersusuung des Miniment侵袭Eingriff zur Stabilisierung Osteopotisch GeschäDigter Wirbelkörper(Vertebroplanttie)and die analyding der Damit Verbundenen，in der Praxis auftretenden Komplikationen.这是一种新的技术和方法，也是一种新的技术和技术，在模拟和模拟的过程中，我们需要的是语言和语言服务。从材料的力学性能、力学性能、力学性能等方面对材料的损伤进行了研究。材料的热机械模型，以及聚合反应和热化学过程中的热化学过程。在此基础上，我们将为您提供更好的服务，更好地满足客户需求。本文介绍了一种新的材料模型--材料模型，并编制了相应的程序。在数字化的OberflächenModel中，Die Aus Mikro-ComputerTomogie-Daten erstellt Werden，überfüHRT and in das Limited-Volumen-Programmpaket OpenFOAM®zur Strömungss模拟进口中的几何图形。Um ein实现了Oberflächenmodell erstellen zu können，我们将在K1(C.Kober教授)和K2(T.Blattert教授)Zurück gegriffen下获得专业知识。以下形式的Espirritzvoranges：Einstellenden räumlichen Zementverstilung Sowie der zugehörigen theromachischen Feldgröump en sind vind von zentaler Bedeutung für den ProjektPartner P2(教授J.Ihlemann)，der Darauf aufbauend den AushärtevOrgang MIT der Methode der Finiten Elemente Simiert。

Das Ziel des Gesamtvorhabens ist die modellbasierte Untersuchung des minimal invasiven Eingriffs zur Stabilisierung osteoporotisch geschädigter Wirbelkörper (Vertebroplastie) und die Analyse der damit verbundenen, in der Praxis auftretenden Komplikationen. Die klinische Relevanz besteht in einer Vergrößerung der Sicherheit des Operationsvorganges und der Möglichkeit, Modifikationen der Operationsmethoden und -techniken in der Simulation auf ihre Wirksamkeit hin zu untersuchen und durch ein verbessertes Verständnis der physikalischen Vorgänge gezielt zu entwickeln. Dies wird durch eine umfassende numerische Modellierung der dabei ablaufenden Prozesse mittels der Metho-den der Finiten Elemente und Finiten Volumen, basierend auf einer thermomechanisch-chemisch gekoppelten Materialmodellierung zur Abbildung des injizierten Materials erreicht.In der beantragten Förderperiode soll dazu der Injektionsvorgang von Knochenzement in einen osteo-porotisch erkrankten Wirbelkörper detailgetreu numerisch abgebildet werden. Während des ersten Antragszeitraumes wurde ein thermomechanisch-chemisch gekoppeltes Materialmodell, welches die Polymerisation von Knochenzement beschreibt, entwickelt und an thermochemische sowie thermo-mechanische Versuche angepasst. Darauf aufbauend soll dieses Materialmodell speziell um die phy-sikalischen Effekte, die für die Rheologie während des Injektionsvorgangs von zentraler Bedeutung sind, erweitert und parametrisiert werden. Zur Berechnung des Injektionsvorganges von Knochenze-ment in einen Wirbelkörper soll das entwickelte Materialmodell in ein leistungsfähiges Programmpaket zur Strömungssimulation integriert werden. Die Geometrie der geschädigten Wirbelkörper wird dazu in digitale Oberflächenmodelle, die aus Mikro-Computertomographie-Daten erstellt werden, überführt und in das Finite-Volumen- Programmpaket OpenFOAM® zur Strömungssimulation importiert. Um ein reales Oberflächenmodell erstellen zu können, wird auf die Expertise der Kooperationspartner K1 (Prof. C. Kober) und K2 (Prof. T. Blattert) zurückgegriffen. Die Ergebnisse des Einspritzvorganges in Form der sich einstellenden räumlichen Zementverteilung sowie der zugehörigen thermomechanischen Feldgrößen sind von zentraler Bedeutung für den Projektpartner P2 (Prof. J. Ihlemann), der darauf aufbauend den Aushärtevorgang mit der Methode der Finiten Elemente simuliert.