Biomechanik und Biomechatronik

  • Orthopädie und Unfallchirurgie: Endoprothetik, Osteosyntheseplatten
  • intelligente Implantate / Telemedizin

Orthopädische Hilfsmittel werden intelligent

Im Labor für Biomechanik und Biomechatronik der Lübecker Uni-Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie entwickeln Ärzte und Ingenieure in Zusammenarbeit mit Medizintechnik-Herstellern neuartige orthopädisch-technische Hilfsmittel. Die „intelligenten“ Korrekturhilfen sollen zukünftig den Heilungsverlauf etwa nach Knochenbrüchen oder Kreuzband-Operationen individuell optimieren. Die Biomechatronik-Experten beteiligen sich mit ihrer Expertise und Erfahrung an der „Industrie-in-Klinik-Plattform Lübeck“...

FE&E-Kompetenzen:

  • Biomechanische Optimierung sowie physiologische, anwendungsspezifische biomechanische Testung von orthopädisch/traumatologischen Implantaten
  • FE-Simulation von Implantaten und Knochengewebe
  • Bewegungsanalyse / EMG-Messung.
  • Biomechatronische Systeme: Implantierbare Sensorik und intelligente Implantate.

FE&E-Leistungsprofil:

  • Biomechanische Testungen in den Bereichen Medizinprodukte, speziell auch orthopädischer/traumatologischer Implantate, Biomaterialien und biologischer Materialien.
  • Testungen an Probanden mit Bewegungsanalysesystemen zur Analyse von Orthesen und Sportartikeln.
  • Voll ausgestattetes Labor für die Entwicklung von Mikroelektronik (insbesondere Sensorik / intelligente Implantate / Telemedizin)

Leistungsversprechen:

  • Biomechanische Testungen: Durchführung standardisierter Testungen; Entwicklung biomechanischer Testmodelle anhand anatomischer und physiologischer Gegebenheiten; Schnelle Umsetzung von Anfragen (innerhalb von Stunden zwischen Anfrage und Testergebnis) durch ein umfangreiches Archiv von Testaufbauten.
  • Konzeptionierung/Durchführung/Auswertung von Studien zur Testung von Medizinprodukten an Probanden mit Bewegungsanalysesystemen.
  • Entwurf und Realisierung von Funktionsmustern/Prototypen biomechatronischer Systeme bis hin zur Eigenherstellung. 

Erfahrungen, Projektbeispiele:

  • Biomechanische Prüfung von Schulterendoprothesen: Im Auftrag eines Industrieunternehmens quasistatische Prüfung eines Implantats, das aufgrund seiner geometrischen Eigenschaften nach der einschlägigen Norm (ASTM F1829) nicht prüfbar war; basierend auf der Norm wurde die Prüfung mit einem modifizierten Testaufbau und Akzeptanzkriterien aus der Literatur/biomechanischen Modellierung erfolgreich durchgeführt; das Implantatsystem konnte so zur Zulassung gebracht werden.
  • Finite Elemente Untersuchung von Gewindegeometrien an Osteosyntheseschrauben: Im Auftrag eines Industrieunternehmens zur Optimierung der Haltekraft wurde die Gewindegeometrie mithilfe von FEM-Simulationen und mechanischen Tests analysiert und optimiert; Ergebnis des Projekts war eine neuartige Schraube, die in mechanischen Prüfungen überlegene Eigenschaften zeigte und gleichzeitig mit den bestehenden Plattensystemen verwendet werden kann.

Ansprechpartner:

  • Dr.-Ing. Robert Wendlandt

für IKP-Projekte:
Dr. Raimund Mildner
E-Mail:
Mobil: 0171 / 5309668

Forschungsprofil:

Das Labor für Biomechanik und Biomechatronik in der Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie arbeitet an Verfahren zum Tissue Engineering, zu neuartigen Osteosyntheseverfahren, an patientenspezifischen Simulationsverfahren, an robotischen/telemedizinischen Systemen mit externen Fixateuren sowie an implantierbaren Sensorsystemen für orthopädisch/traumatologische Problem.

Konkret erarbeiten wir, bereits in Kooperation mit der Industrie, an den Grundlagen für die Finite-Elemente-Analyse zur patientenspezifisch optimierten Behandlung orthopädisch-traumatologischer Erkrankungen. Ziel ist es, aufgrund von CT-Aufnahmen, die Materialeigenschaften humanen Knochens zu bestimmen, um evidenzbasierte Therapieentscheidungen für die Behandlung der Patienten unserer Klinik treffen zu können sowie um gemeinsam mit der Industrie optimale Implantate entwickeln zu können.

In Kooperation mit Forschungspartnern und verschiedenen Industrieunternehmen optimieren wir Verfahren zur Plattenosteosynthese mit biomechanischen Testungen. Ziel ist auch hier,  evidenzbasierte Therapieentscheidungen für die Behandlung der Patienten unserer Klinik treffen zu können sowie eine Entwicklung optimaler Implantate, gemeinsam mit der Industrie.

In Kooperation mit dem Unfallkrankenhaus Hamburg entwickeln wir robotische/telemedizinische Verfahren mit externen Fixateuren sowie implantierbare Sensorsystem. Ziel dieser Forschung ist die Weiterentwicklung und der klinische Einsatz intelligenter Implantate am Patienten, um schwere Krankheitsverläufe, die mit heutigen Methoden nur schwer zu therapieren sind, mit implantierten Sensor/Aktor-Systemen optimal behandeln zu können.

In Kooperation mit Forschungspartnern untersuchen wir zudem in Tiermodellen Verfahren zur Knorpelersatztherapie und entwickeln Ersatzmodelle, um Testungen an pharmakologisch beschichteten Implantaten durchzuführen.