Title (deu)
Zyklische Druck- und Torsionsbelastung an Schafsknochen mit ESIN-Implantaten
Author
Julia Pulgram
Advisor
Elmar Tschegg
Assessor
Elmar Tschegg
Abstract (deu)
Knochenbrüche werden immer öfter chirurgisch statt konservativ behandelt, da die Heilung schneller verläuft und der Knochen früher wieder belastet werden kann.
Gut geeignet für Kinder sind ESIN- Implantate (Elastisch Stabile Intramedulläre Nagelung). Ihre elastischen Eigenschaften stimulieren die Kallusbildung, gleichzeitig wird der Bruch aber auch gut stabilisiert und der Knochen gestützt.
Nach der Heilung müssen die Implantate in einer zweiten Operation jedoch wieder entfernt werden, um das noch nicht abgeschlossene Wachstum des Kindes nicht zu behindern.
Im Zuge des Projektes BRIC (BioResorbable Implants for Children) sollen ESIN-Implantate entwickelt werden, die sich bis zur Heilung des Bruches selbst auflösen und vom Körper abgebaut werden.
An der Entwicklung eines bioresorbierbaren Materials, das aufgrund seiner biomechanischen Eigenschaften und seiner Abbauprodukte auch für Kinder geeignet ist, wird derzeit gearbeitet.
In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Ermittlung der biomechanischen Eigenschaften beschrieben. In eine Prüfmaschine werden Schafstibiae, die mit ESIN und einem künstlichen Bruchspalt versehen sind, eingespannt. Sie werden über 5000 Zyklen mit einem bestimmten Druck und Drehmoment simultan belastet. Die Dauer der zyklischen Belastung entspricht jener, die bis zur Heilung im kindlichen Körper auftritt.
Werden die festgelegten Grenzwerte während der Messung unter- oder überschritten, bricht der Versuch frühzeitig ab. In diesem Fall kann man davon ausgehen, dass das Implantat versagt hat und seine Funktion nicht mehr erfüllt.
Aus den erhaltenen Daten können verschiedene Eigenschaften, wie die Steifigkeit, die elastische oder die plastische Deformation, des Implantats abgelesen werden.
In folgenden Studien sollen mit dem beschriebenen Verfahren verschiedene ESIN-Systeme, mit und ohne Verriegelung, getestet und verglichen werden.
Abstract (eng)
More and more often bone fractures are treated surgically instead of conservative treatment because the healing proceeds much faster and the post-operatively loading can be done almost immediately.
ESIN (Elastic Stable Intramedullary Nailing) is most suitable for children. The osteosynthesis' elastic characteristics stimulate the callus formation and stabilise the fracture at the same time.
Since bone growth in children is incomplete and implants could interfere with further development the implants have to be removed in another operation.
The BRIC Project (Bio Resorbable Implants for Children) intends to develop a kind of ESIN made of bioresorbable material that dissolves and gets absorbed by the body until the healing process is completed.
Existing bioresorbable implants can only be used for adults. Due to the different needs of children there has to be adaptation in material and biomechanical properties of the implants.
In this thesis, a method to determine and describe these biomechanical properties is shown. Therefore ESIN and an artificial fracture are added to sheep tibia which is clamped to a testing machine.
In this test device the bone is simultaneously and cyclical loaded with axial and torsional forces. The duration of 5000 cycles is equivalent to the healing process in bone fractures of children. If the value exceeds the determined limit the test ends automatically. In this case it is clear that the implant has failed and doesn't fulfill its purpose.
Certain characteristics like stiffness and elastic or plastic deformation can be assessed of the obtained data.
In following studies the described method will be used to test and compare different ESIN implants and indicate whether end caps improve the system or not.
Keywords (eng)
material scienceESIN implantssheep tibiacyclic axial and torsional loadingstiffnesselastic and plastic deformationdissipated energy
Keywords (deu)
MaterialforschungESIN-ImplantateSchafsknochenzyklische Druck- und TorsionsbelastungSteifigkeitelastische und plastische Deformationdissiperte Energie
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1291255
rdau:P60550 (deu)
78 S. : Ill., graf. Darst.
Number of pages
77
Association (deu)
Title (deu)
Zyklische Druck- und Torsionsbelastung an Schafsknochen mit ESIN-Implantaten
Author
Julia Pulgram
Abstract (deu)
Knochenbrüche werden immer öfter chirurgisch statt konservativ behandelt, da die Heilung schneller verläuft und der Knochen früher wieder belastet werden kann.
Gut geeignet für Kinder sind ESIN- Implantate (Elastisch Stabile Intramedulläre Nagelung). Ihre elastischen Eigenschaften stimulieren die Kallusbildung, gleichzeitig wird der Bruch aber auch gut stabilisiert und der Knochen gestützt.
Nach der Heilung müssen die Implantate in einer zweiten Operation jedoch wieder entfernt werden, um das noch nicht abgeschlossene Wachstum des Kindes nicht zu behindern.
Im Zuge des Projektes BRIC (BioResorbable Implants for Children) sollen ESIN-Implantate entwickelt werden, die sich bis zur Heilung des Bruches selbst auflösen und vom Körper abgebaut werden.
An der Entwicklung eines bioresorbierbaren Materials, das aufgrund seiner biomechanischen Eigenschaften und seiner Abbauprodukte auch für Kinder geeignet ist, wird derzeit gearbeitet.
In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur Ermittlung der biomechanischen Eigenschaften beschrieben. In eine Prüfmaschine werden Schafstibiae, die mit ESIN und einem künstlichen Bruchspalt versehen sind, eingespannt. Sie werden über 5000 Zyklen mit einem bestimmten Druck und Drehmoment simultan belastet. Die Dauer der zyklischen Belastung entspricht jener, die bis zur Heilung im kindlichen Körper auftritt.
Werden die festgelegten Grenzwerte während der Messung unter- oder überschritten, bricht der Versuch frühzeitig ab. In diesem Fall kann man davon ausgehen, dass das Implantat versagt hat und seine Funktion nicht mehr erfüllt.
Aus den erhaltenen Daten können verschiedene Eigenschaften, wie die Steifigkeit, die elastische oder die plastische Deformation, des Implantats abgelesen werden.
In folgenden Studien sollen mit dem beschriebenen Verfahren verschiedene ESIN-Systeme, mit und ohne Verriegelung, getestet und verglichen werden.
Abstract (eng)
More and more often bone fractures are treated surgically instead of conservative treatment because the healing proceeds much faster and the post-operatively loading can be done almost immediately.
ESIN (Elastic Stable Intramedullary Nailing) is most suitable for children. The osteosynthesis' elastic characteristics stimulate the callus formation and stabilise the fracture at the same time.
Since bone growth in children is incomplete and implants could interfere with further development the implants have to be removed in another operation.
The BRIC Project (Bio Resorbable Implants for Children) intends to develop a kind of ESIN made of bioresorbable material that dissolves and gets absorbed by the body until the healing process is completed.
Existing bioresorbable implants can only be used for adults. Due to the different needs of children there has to be adaptation in material and biomechanical properties of the implants.
In this thesis, a method to determine and describe these biomechanical properties is shown. Therefore ESIN and an artificial fracture are added to sheep tibia which is clamped to a testing machine.
In this test device the bone is simultaneously and cyclical loaded with axial and torsional forces. The duration of 5000 cycles is equivalent to the healing process in bone fractures of children. If the value exceeds the determined limit the test ends automatically. In this case it is clear that the implant has failed and doesn't fulfill its purpose.
Certain characteristics like stiffness and elastic or plastic deformation can be assessed of the obtained data.
In following studies the described method will be used to test and compare different ESIN implants and indicate whether end caps improve the system or not.
Keywords (eng)
material scienceESIN implantssheep tibiacyclic axial and torsional loadingstiffnesselastic and plastic deformationdissipated energy
Keywords (deu)
MaterialforschungESIN-ImplantateSchafsknochenzyklische Druck- und TorsionsbelastungSteifigkeitelastische und plastische Deformationdissiperte Energie
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1291256
Number of pages
77
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