2017 Kleinprojekt

Erforschung eines Verblockungsmechanismus zur individuellen Behandlung von schwerwiegenden Deformitäten und Arthrose/Arthritis des Sprunggelenks

Gegenstand des Projekts war die Erforschung eines neuartigen Konzepts zur Individualisierung von Sprunggelenksarthrodesen – einem intramedullären Nagel mit polyaxialen und winkelstabilen Schrauben.

Biomechanischer Prüfstand: Kunststoffknochenmodell mit Implantat und Krafteinleitung (Quelle: OT Medizintechnik GmbH)

Bei starken Schmerzen des oberen und unteren Sprunggelenks, beispielweise infolge von Arthrose, kann als Ultima Ratio durch eine Arthrodese (operative Versteifung) der Schmerz reduziert und der Aktivitätsgrad gesteigert werden. Bei mangelnder Primärstabilität werden Pseudarthroseraten von bis zu 20 % beschrieben, die operativ nachbehandelt werden müssen und somit die Rekonvaleszenz verlängern. Der winkelstabile und polyaxiale Arthrodesenagel PAN AA wurde entwickelt, um eine individuelle anatomische Anpassung bei verbesserter Primärstabilität und interner Kompression zu ermöglichen.

Ziel des Forschungsprojekts war unterschiedliche Konzepte zur winkelstabilen Polyaxialität kombiniert mit einer internen sowie externer Kompression durch biomechanische Untersuchungen zu evaluieren.

Im Projekt wurden mehrere Implantatkonzepte mit klinischen Anwendern entwickelt und validiert sowie zwei unterschiedliche Designs als Funktionsmuster prototypenhaft umgesetzt.

Zur biomechanischen Untersuchung der Primärstabilität wurde ein Prüfstand konzipiert. Die in der Literatur beschriebene physiologische Lastsituation wurde analysiert, ein worst-case Szenario abgeleitet und die Konzepte an Kunststoffknochen evaluiert. Die Versuche wurden gemäß dem erstellten Protokoll mit einer uniaxialen Prüfmaschine durchgeführt.

Die biomechanischen Untersuchungen zeigten gegenüber einem etablierten Implantatdesign eine höhere Primärstabilität des extern und intern komprimierten Demonstrators, gemessen über eine deutlich geringere Beweglichkeit hinsichtlich Range of Motion und Neutraler Zone im Bereich der Arthrodese. Diese positiven Ergebnisse werden in die weitere Entwicklung des Implantats einfließen.

 

Projektfinder
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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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Projektleitung
Hochschule München, Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik
Labor für Werkstofftechnik
Projektpartner
OT Medizintechnik GmbH