TETO - Entwicklung eines innovativen Mehrkoordinatenantriebes für biomedizintechnische Tension-Torsion-Prüfanwendungen mit gesteigerter Leistungsdichte

Eine der Hauptursachen für ein frühzeitiges Versagen von Hüftimplantaten ist das „stress shielding“, das durch eine zu große Differenz der mechanischen Steifigkeit eines Implantats gegenüber der ursprünglichen Knochenstruktur zurückzuführen ist. Diesem Effekt kann durch eine bessere Übereinstimmung der mechanischen Eigenschaften zwischen dem Implantat und der zu ersetzenden Knochenstruktur entgegengewirkt werden. Um die mechanischen Eigenschaften von Implantaten zu charakterisieren, bedarf es hochpräziser Prüfmaschinen, die im menschlichen Körper auftretende Belastungen realitätsgetreu abbilden. Aufgrund des sinkenden Patientenalters und dem damit gesteigerten Aktivitätslevel steigen die Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit der Prothesen. Um diesen neuen Anforderungen gerecht zu werden, müssen neue Prüfmaschinen entwickelt werden, welche die höheren dynamischen Belastungen sowie die komplexen, mehrdimensionalen Prüfbewegungsabläufe abbilden können.

Zielsetzung

Im Kooperationsprojekt „TETO“ soll eine Tension/Torsion Prüfmaschine mit einem kompakten Mehrkoordinatenantrieb entwickelt werden, welche die Anforderungen für Prüfungen in der Biomedizintechnik erfüllt. Ziel ist es, durch den Einsatz des Mehrkoordinatenantriebs beide Prüfbewegungen mit einem Antrieb zu aktuieren, wodurch die bewegte Masse reduziert und ein mechanisches Koppelelement vermieden wird. Dadurch werden die Dynamik der Prüfmaschine und ihre Leistungsdichte gesteigert.

Vorteile

• Steigerung der Leistungsdichte und der Dynamik
• Realisierung eines Antriebs ohne Begrenzung des Rotationswinkels
• Anwendung in hochreiner biomedizintechnischer Prüfumgebung

Vorgehen

Im Rahmen des Projektes „TETO“ wird in Kooperation mit dem Institut Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau e.V (ICM), der Elektrische Automatisierungs und Antriebstechnik GmbH Chemnitz und der DYNA-Mess Prüfsysteme GmbH eine neuartigen Tension-Torsion Prüfmaschine entwickelt. Dafür wird ein bestehender Prototyp eines Mehrkoordinatenantriebs des IFWs weiterentwickelt und für die Anwendung optimiert. Dies beinhaltet eine Steigerung der Leistungsdicht und eine neuartige hydrostatische Lagerung, welche den Anforderungen der hochreinen biomedizitechnischen Prüfumgebung erfüllt.

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Kontaktieren Sie Julian Manthei per E-Mail an manthei@ifw.uni.hannover.de oder telefonisch unter +49 511 762 18385.