Knochenmodellierung
Allgemein - Knochen ist lebendes Material, welches sich veränderten Umgebungsbedingungen durch Änderung seiner Struktur anpassen kann. In der Wechselwirkung mit Implantaten spielen sowohl mechanische als auch thermische Reize auf den Knochen eine Rolle, die in der Modellierung berücksichtigt werden müssen.
Ziel ist die Untersuchung der Reaktion des Knochens auf mechanische oder thermische Reize, hervorgerufen durch die Wechselwirkung mit Implantaten.
Methode - In einem komplexen numerischen Modell werden sowohl das jeweilige Implantat als auch die umgebende Knochenstruktur und die Kontaktfläche mit entsprechenden Parametern für Reib- oder Wärmeübergangskoeffizienten abgebildet und unter vorgegebenen Lastannahmen untersucht.
Als Ergebnis der Finite-Elemente Berechnungen werden neben einer drei- dimensionalen Verteilung von Spannungen und Dehnungen im Knochen auch Aussagen sowohl über den dehnungsinduzierten Knochenumbau (Änderung der Steifigkeitseigenschaften) als auch über den Wärmeeintrag und Temperaturverteilung gemacht.
- Dichteverteilung im Knochen unter typischer Belastung: Röntgenbild, Berechnet ohne und mit Implantat
