Beispiel Spongiosa

Bestimmung der mechanischen Kennwerte von menschlichem spongiösem Knochenmaterial. Mit diesen Daten soll die Berechnung von Knochen-Implantat-Systemen verbessert werden und damit die Entwicklung von neuen, verbesserten Prothesen / Implantaten ermöglicht werden.

 

Die Bestimmung der Struktur von spongiösem Knochen (Durchmesser eines Trabikels ca. 0,2mm) erfolgte durch eine Messung einer ausgewählten Struktur mittels Mikro-Computertomographie (Auflösung 20mm). Die Modellierung erfolgte durch eine direkte Konvertierung der Voxeldaten in Finite Elemente (direct voxel to element method).

 

Es wurden die richtungsabhängigen Elastizitätsmoduli des Knochens berechnet. Dabei konnte festegestellt werden, dass die Steifigkeit des Knochenmaterials in Längsrichtung ca. 40% höher ist als in die beiden Querrichtungen. Dies entspricht einer Adaptierung an die Belastung durch das Gehen und Laufen.