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Good for the Heart, Good for the Bones

In medical engineering, medical scientists, veterinaries and engineers work closely together to develop promising innovative materials, machine tools and manufacturing technologies. Many medical engineering projects carried out at the PZH were started within the scope of the Collaborative Research Centre “Biomedical Engineering“, which expired after twelve years at the beginning of 2015.

For example, magnesium sponges developed by PZH researchers are perfectly suitable as implant in case of a bone fracture, because they are able to dissolve in the body as soon as the fracture has healed. In future, novel bioresorbable magnesium alloys shall also be usable as scaffolds to help mend a broken heart or as stents to treat patients suffering from chronic sinusitis.

In contrast, endoprostheses, i.e. medical devices placed inside the body, shall be as durable as possible. The focus of researchers in medical engineering is on the development of comfortable solutions with low wear. 

The IFW conducts research in the following medical engineering projects:

ZIM Kooperationsprojekt WesKo: Entwicklung eines Werkzeuges für die spanende Knochenbearbeitung zur Vermeidung thermisch induzierter Osteonekrose

Bild zum Projekt ZIM Kooperationsprojekt WesKo: Entwicklung eines Werkzeuges für die spanende Knochenbearbeitung zur Vermeidung thermisch induzierter Osteonekrose
Contact:heringifw.uni-hannover.de
Duration:07/2014 - 06/2016
Funded by:AIF Projekt GmbH
Brief description:Bei orthopädischen Eingriffen, welche die spanende Bearbeitung von Knochen beinhalten, ist ein postoperativer Misserfolg häufig eine Folge der verursachten Gewebeschädigungen. Die Hauptursache liegt hierbei in der Wärmeentwicklung am Knochen während des Bohrprozesses. Das Projektziel ist die Temperaturentwicklung bei der Knochenzerspanung durch geeignete Innenkühlmethoden zu reduzieren.
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Entwicklung einer multifunktionalen Leichtbau-Knieexartikulationsprothese (MultiPro)

Bild zum Projekt Entwicklung einer multifunktionalen Leichtbau-Knieexartikulationsprothese (MultiPro)
Contact:ecklifw.uni-hannover.de
Duration:03/2008 - 02/2011
Funded by:Förderung durch das BMBF
Brief description:Im Rahmen des Projektes MultiPro wurden Konzepte für funktionsintegrierte Knieexartikulationsprothesen in Leichtbauweise erarbeitet. Am IFW entstand ein Prothesenprototyp mit einer parallelkinematischen Struktur, dessen Funktionsfähigkeit mit Hilfe von Prüfstandsversuchen nachgewiesen wurde.
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SFB 599 – Teilprojekt D9: Biomimetische Keramiken

Bild zum Projekt SFB 599 – Teilprojekt D9: Biomimetische Keramiken
Contact:muellerifw.uni-hannover.de
Duration:01/2007 - 12/2010
Funded by:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Brief description:Ziel des Projektes war die Entwicklung neuer biomimetischer Hybridmaterialien nach dem Bauprinzip des Perlmutts, bestehend aus Polymeren und anorganischen Nanoteilchen. Diese Komposite wurden am IFW grundlegend hinsichtlich ihrer Bearbeitbarkeit untersucht. Darüber hinaus wurden geeignete Bearbeitungswerkzeuge und -prozesse entwickelt.
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Rechnergestützte Auslegung, Fertigung und Implantation von patientenindividuellen Patellaimplantaten

Bild zum Projekt Rechnergestützte Auslegung, Fertigung und Implantation von patientenindividuellen Patellaimplantaten
Contact:boessifw.uni-hannover.de
Duration:06/2012 – 03/2015
Funded by:AiF Projekt GmbH
Brief description:Beim endoprothetischen Kniegelenkersatz wird derzeit die Rückseite der Patella mit einem standardisierten PE-Implantat versehen, was post-operativ häufig zu Schmerzen führt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur OP-parallelen Anpassung und Implantation von patientenindividuellen Patellaimplantaten. Die Formgebung soll dabei an Anatomie und Bewegungsdynamik angepasst werden. Darüber hinaus sollen computer¬gestützte Navigationssysteme den Chirurgen bei der Platzierung unterstützen.
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ZIM Kooperationsprojekt Polibrush: Anpassungsfähige Polierbürsten für die konturtreue Bearbeitung medizinischer Hochleistungswerkstoffe

Bild zum Projekt ZIM Kooperationsprojekt Polibrush: Anpassungsfähige Polierbürsten für die konturtreue Bearbeitung medizinischer Hochleistungswerkstoffe
Contact:wippermannifw.uni-hannover.de
Duration:07/2012 – 06/2014
Funded by:AIF Projekt GmbH
Brief description:Im Rahmen des Projektes wird ein neues Werkzeugkonzept zum Polieren von Zahnersatzmaterialien entwickelt, das besonders nachgiebig und somit anpassungsfähig ist, aber dennoch definiert verschleißt. Hierdurch ist es möglich, selbst komplexe Geometrien ggf. automatisiert sehr konturgetreu zu bearbeiten. Weiterhin ist das Werkzeug sterilisierbar und kann sowohl im Labor als auch am Patienten eingesetzt werden.
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SFB 599 – Teilprojekt T4: Innenformschleifen von Biokeramiken

Bild zum Projekt SFB 599 – Teilprojekt T4: Innenformschleifen von Biokeramiken
Contact:tatzigifw.uni-hannover.de
Duration:11/2012 – 04/2015
Funded by:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Brief description:Im Projekt T4 werden die Erkenntnisse über die Schleifbearbeitung keramischer Kniegelenksendoprothesen aus dem Projekt D4 erweitert. Das Anwendungsszenario ist die Bearbeitung der Innenseite einer Femurkomponente, die aufgrund von Hinterschnitten sowie komplexen und konkaven Flächen an ihre Grenzen stößt. In Zusammenarbeit mit dem Industriepartner werden Werkzeuge und Prozesse entwickelt, die den spezifischen Randbedingungen gerecht werden und eine prozesssichere sowie wirtschaftliche Bearbeitung ermöglichen.
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SFB 599 – Teilprojekt D4: Keramikimplantate

Bild zum Projekt SFB 599 – Teilprojekt D4: Keramikimplantate
Contact:muellerifw.uni-hannover.de
Duration:01/2010 – 12/2014
Funded by:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Brief description:Eine automatisierte Bearbeitung und Prüfung von keramischen Freiformflächen erhöht die Lebensdauer von Implantaten. In diesem Projekt wird die Bearbeitungstechnologie für ein vollkeramisches verschleißarmes Kniegelenk entwickelt. Am IFW werden hierfür die grundlegenden Mechanismen des 5-achsigen Schleifens und Polierens von keramischen Freiformflächen mit angepassten Werkzeugen analysiert und Strategien zur Fertigung erforscht.
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SFB 599 – Teilprojekt T3: Fertigung resorbierbarer Interferenzschrauben

Bild zum Projekt SFB 599 – Teilprojekt T3: Fertigung resorbierbarer Interferenzschrauben
Contact:helmeckeifw.uni-hannover.de
Duration:01/2010 - 12/2013
Funded by:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Brief description:nterferenzschrauben werden zur operativen Fixierung von Sehnen oder Bändern am Knochen nach einer entsprechenden Verletzung eingesetzt. Im Rahmen dieses Projekts werden das Design und die Prozesskette zur Herstellung von Interferenzschrauben aus Magnesium-legierungen entwickelt. Diese bieten im Gegensatz zu herkömmlich eingesetzten resorbierbaren Polymeren bessere mechanische Eigenschaften, eine bessere Biokompatibilität sowie die Möglichkeit die Degradationsrate durch fertigungsinduzierte Oberflächen und Randzoneneigenschaften gezielt einzustellen.
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SFB 599 – R6: Degradable Osteosynthese-Systeme

Bild zum Projekt SFB 599 – R6: Degradable Osteosynthese-Systeme
Contact:heringifw.uni-hannover.de
Duration:01/2010 – 12/2014
Funded by:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Brief description:Im Rahmen des Projektes werden degradable Implantate aus Magnesiumlegierungen entwickelt. Zur Fixierung von Knochenbrüchen kommen einerseits Platten-Schraubensysteme und andererseits Marknägel in Frage. Ziel ist es, die Korrosion durch die mechanische Bearbeitung so zu beeinflussen, dass das Implantat mit zunehmender Knochenheilung definiert an Stabilität verliert. Da das Material vollständig resorbiert wird, ist eine zweite Operation zur Entfernung des Implantates überflüssig.
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SFB 599 – T5: „Entwicklung von Methoden zur Herstellung und automatisierten Bearbeitung schädigungstoleranter, gehipter ZrO2-Keramiken für Dentalanwendungen“

Bild zum Projekt SFB 599 – T5: „Entwicklung von Methoden zur Herstellung und automatisierten Bearbeitung schädigungstoleranter, gehipter ZrO2-Keramiken für Dentalanwendungen“
Contact:wippermannifw.uni-hannover.de
Duration:11/2013 – 10/2016
Funded by:DFG-Förderung
Brief description:Dentalrestaurationen werden heute in einer zeit- und kostenintensiven Prozesskette hergestellt. Zudem ist ein HIP-Prozess (heißisostatisches Pressen), welcher die Materialeigenschaften aufgrund höherer Verdichtung und Gefügeveränderung optimiert, ist heutzutage nicht Teil der Prozesskette.
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