Numerische Simulation des physiologischen Kontaktes im humanen Hüftgelenk

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Ziel dieser Forschungen ist die Erarbeitung mechanischer Modelle und numerischer Simulationsmethoden für den physiologischen Kontakt im Hüftgelenk. In enger Kooperation mit einem Partnerprojekt an der Universität Stuttgart wird der hydrodynamische Kontakt im Gelenkspalt in Interaktion mit einem Zweiphasenmodell für den Gelenkknorpel modelliert. Unterstützt werden diese Arbeiten durch die medizinische Expertise seitens der Medizinischen Hochschule Hannover und des Universitätsklinikums Tübingen. In der jetzt beantragten zweiten Förderphase werden die medizinischen Partner mit eigenen Projekten beitreten. Die mittels modernster radiologischer Methoden ermittelten Bilddaten bilden die Grundlage zur individuellen Rekonstruktion der Knorpelgeometrie, und es werden Laborexperimente zur Bestimmung von Materialparametern und zur Validierung des numerischen Modells am Beispiel dysplastischer Hüften durchgeführt. In diesem Teilprojekt werden numerische Methoden für den Kontakt im synovialen Gelenkspalt entwickelt. Dabei werden die knöchernen Strukturen der beteiligten Kontaktpartner und die dynamischen Lastrandbedingungen detailliert abgebildet. Der Fokus dieser Arbeiten liegt neben der Simulation der druckgetriebenen Strömung auf der Modellierung des Flüssigkeitsaustausch mit dem Gelenkknorpel und des Nutrienttransports durch die Synovialflüssigkeit.