Orthopädische und Traumatologische Implantate
Allgemein umfasst die große Gruppe der traumatologischen und ortho- pädischen Implantate Bauteile, wie z.B. Schrauben, Platten und Nägel zur Versorgung verunfallter Knochen sowie Endoprothesen für den Ersatz erkrankter Gelenke (Hüfte, Knie, Ellenbogen, Schulter ...).
Ziel einer numerischen Analyse ist neben der Beurteilung der statischen Festigkeit und Lebensdauer des Implantates selbst auch die Charakteri- sierung des Knochen-Implantat-Verbundes.
Um die Methode der Finiten Elemente anzuwenden, wird zunächst ein komplexes dreidimensionales Modell des Implantates mit oder ohne umge- bende Knochenstruktur generiert. Die Lagerungs- und Belastungsannahmen orientieren sich an DIN/ISO/ASTM Normen zur Testung solcher Implantate. Zyklische Belastungen (z.B. aus einer Ganganalyse) werden quasistatisch betrachtet.
Als Ergebnis stehen Spannungsverteilungen und Verformungen zur Verfügung. Sie werden zur Beurteilung der statischen Festigkeit und Lebensdauer herangezogen. Auf der Grundlage der berechneten Kontaktspannungen und der Relativbewegung an der Grenzfläche kann das Lockerungsverhalten von Prothesen und das Knochenschädigungspotential abgeschätzt werden.
- FE-Modell einer Knochenplatte - Definition der Randbedingungen
- Vergleichsspannungen in einer Knochenplatte am Mittelfußknochen bei einer typischen Belastung durch Abrollen des Fußes auf einer geraden Unterlage (Biegemoment in Plattenebene)
- Spannungsverteilung an einem Gewinde unter Torsionsbeanspruchung
