Schlüsselkonzepte für das Design von Medizinprodukten umfassen Biomechanik, Biokompatibilität und Biofunktionalität. Unser Labor wird biomechanische Tests bei EUROLAB, Mechanik, Knochen und mechanische Tests einer Probe biologischen Gewebes überprüfen, das bei der Entwicklung von medizinischen Geräten und Ausrüstungen verwendet wird.

Das Design von Medizinprodukten erfordert umfangreiche Tests. Die Biomechanik, die die mechanischen Eigenschaften von biologischen Geweben wie Knochen, Sehnen, Bändern und Muskeln demonstriert, erfordert die Erforschung und Prüfung von biologischen Geweben unter verschiedenen Belastungsbedingungen. Die Biomechanik wendet zwar technische Prinzipien auf biologische Systeme an, erfordert jedoch auch eine sorgfältige Analyse des biologischen Gewebes. Ein medizinisches Gerät kann nur dann genau überprüft werden, wenn die Eigenschaften des Gewebes, mit dem es in Kontakt steht, bekannt sind.

• Die mechanischen Eigenschaften von Geweben variieren mit dem Alter und den unterschiedlichen Bedingungen, einschließlich biologischer und Umweltfaktoren. Darüber hinaus sind die meisten Gewebe Verbund- und viskoelastische Materialien, dh ihre mechanischen Eigenschaften variieren von einem Punkt zum anderen.

Knochen, die Bausteine ​​des Skelettsystems, sind Verbundwerkstoffe, die sowohl aus flüssigen als auch aus festen Phasen bestehen. Wasser, das in der organischen Matrix oder in den Kanälen und Hohlräumen vorhanden sein kann, macht 25% des gesamten Knochengewichts aus. Feste Phasen verleihen den Knochen ihre starre Struktur sowie Flexibilität und Flexibilität.

Knochen können sich selbst reparieren und neu formen, und ihre mechanischen Eigenschaften hängen von den Veränderungen ab, die der Körper erlebt. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Zusammensetzung und infolgedessen bestimmte Eigenschaften des Knochens je nach Alter, Geschlecht, Knochen- und Knochengewebetyp und anderen Faktoren variieren.

Es gibt zahlreiche Begriffe zur Klassifizierung von Knochen. Dieser Artikel behandelt kurz zwei Gewebe, aus denen die Knochen bestehen: kortikales oder kompaktes Knochengewebe und schwammiges oder schwammiges Knochengewebe. Das dichte kortikale Knochengewebe ist linear elastisch und bildet den äußeren Kortex der Knochen und der Diaphyse. Die alle Knochen (mit Ausnahme der Gelenkflächen) bedeckende Faserschicht wird als Periost bezeichnet. Schwammiges Knochengewebe ist ein inhomogenes Netzwerk, das vom kortikalen Knochen umschlossen wird.

Knochen werden je nach Porosität und Organisation als kortikal oder schwammig definiert. Obwohl der Porositätsgrad im Laufe der Zeit oder mit Krankheit und veränderter Belastung variieren kann, weist der Schwammknochen eine höhere Porosität als der Kortexknochen auf, wenn zwischen Schwammknochen und Kortexknochen unterschieden wird.

Um die Materialeigenschaften des Knochens richtig zu analysieren, ist es notwendig, den Mineralgehalt zu diskutieren. Wenn die Knochen eine höhere Mineralisierung aufweisen, weisen sie eine höhere Endzugfestigkeit (UTS) und ein höheres Elastizitätsmodul auf. Im Gegensatz dazu verringert eine hohe Mineralisierung im Allgemeinen die Härte. Kortikalis weist einen höheren Elastizitätsmodul als Spongiosa auf und weist die am besten geeigneten Eigenschaften für ein widerstandsfähiges Drehmoment auf. Auf der anderen Seite kann der Spongiosa mehr Energie speichern, so dass er nicht nur hohen Druck- und Scherkräften standhält, sondern auch viel höhere Spannungen als ein Versagen aushält.

Biomechanische Prüfung

Biomechanische Bewertungen für medizinische Geräte umfassen die Fähigkeit eines Implantats, Zug-, Druck- und Scherkräften, Schwankungen und Freiheitsgraden sowie mechanischen Eigenschaften des Geräts wie Elastic Module, Streckgrenze und Bruchdehnung standzuhalten. Materialien wie Metalle und Legierungen, Keramiken und Polymere werden zur Entwicklung medizinischer Geräte verwendet.

Metallische Implantate haben eine regelmäßige 3D-Kristallstruktur und werden hauptsächlich zur Lastaufnahme verwendet (z. B. Hüft- und Schulterimplantate, Fixierungsvorrichtungen). In Abhängigkeit von den Eigenschaften des ausgewählten Metalls erfordern hochreaktive metallische Oberflächen, die gegenüber umgebenden Geweben beständig sind, im Allgemeinen weitere metallische Prozesse oder, soweit möglich, die Verwendung anderer Biomaterialien auf der äußeren Oberfläche. Andererseits sind Keramiken nicht metallisch und nicht organisch mit der höchsten Druckfestigkeit, weisen jedoch schlechte Zugeigenschaften auf. Die häufigste Verwendung von Keramik sind Zahnimplantate. Polymere sind organische Materialien, die aus Wiederholungseinheiten bestehen. Zu den Vorteilen gehören kontrollierte Abbauraten und eine einfache Herstellung.

Sie können mit unserem Labor EUROLAB für biomechanische Tests arbeiten.