Die Symphyse des menschlichen Beckens (Schambeinfuge) stellt eine in engen Grenzen bewegliche Verbindung des linken und rechten Schambeins dar. Bei einem Bruch der Symphyse wird bis zur Heilung das Becken mit einem Implantat steif fixiert. Nach der Operation kommt es oft zu Brüchen im Implantat oder zu sich lösenden Schrauben, die sich frei im Körper bewegen. Als ein Grund wird die mangelnde Beweglichkeit vermutet, die zu hohen lokalen mechanischen Spannungen führen kann. Wünschenswert wären daher unterschiedliche Steifigkeiten in horizontaler und vertikaler Richtung. Unterschiedliche, vorgegebene Steifigkeiten lassen sich grundsätzlich durch eine Topologieoptimierung des Implantats erreichen. Jedoch gestaltet sich die Umsetzung schwierig, weil erstens der Entwurfsraum sehr eingeschränkt ist und zweitens die unterschiedlichen Steifigkeitsanforderungen konkurrierende Optimierungsziele darstellen

Im Rahmen des Projekts wird mittels Topologieoptimierung ein neuer Entwurf eines Symphyse-Implantats erstellt, der unterschiedliche Steifigkeitsanforderungen erfüllt, und mittels additiver Fertigung realisiert werden kann. Dieser Entwurf soll gefertigt und seine Steifigkeit experimentell validiert werden. Im Focus stehen insbesondere auch das Verhalten des Implantats bei Schwingbelastung. Statische und dynamische mechanische Tests werden bei Hereon und SML durchgeführt und die Ergebnisse mit den berechneten Daten verglichen.

• Ansprechpartner: Benedikt Kriegesmann
• Laufzeit: 06/2022-12/2022
• Gefördert durch: ZHM
• mit Dr. Ebel, Helmholtz-Zentrum hereon GmbH