Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hüftprothesen sicher verschraubt

05.01.2009
Schrauben verankern künstliche Hüftgelenke fest am geschädigten Knochen des Patienten. Doch an welchen Stellen des Knochens finden die Schrauben sicheren Halt? Ein Simulationsmodell soll die Festigkeit der Knochen aus Computertomographie-Aufnahmen berechnen.

Hüftprothesen halten nicht ewig: Lockert sich das Implantat, müssen die Ärzte die Prothesen erneuern. Bei den meisten Patienten ist diese zweite Operation nach etwa 15 Jahren nötig. Durch die erste Prothese können die Beckenknochen an einigen Stellen abgenutzt sein.


Der Shaker bringt den eingespannten Knochen (links) zum Schwingen. Fraunhofer IWU

Zudem ändert sich mit zunehmendem Alter die Dichte der Knochen und damit ihre Festigkeit. Mediziner stehen daher vor der Frage, wo sie die Schrauben am besten setzen, die das künstliche Gelenk mit den Knochen verbinden. Und wie muss die Hüftprothese geformt sein, um sich optimal an die umliegenden Knochen anzupassen? Bisher untersuchen Ärzte die Patienten mit Computertomographie und ermitteln aus den Aufnahmen die grobe Dichte der Knochen. Über verschiedene Annahmen errechnen die Mediziner, wie fest die Knochen an welchen Stellen sind. Das Problem: Als Grundlage für die Simulationen gibt es zwar verschiedene Theorien, die Ergebnisse weichen allerdings erheblich von der Realität ab. Die geschädigten Knochen sind meist anders beschaffen, als die Simulation glauben macht.

Dies wollen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Dresden zusammen mit Kollegen vom Labor für Biomechanik der Universität Leipzig nun ändern: Sie entwickeln ein Modell, mit dem die Ärzte aus den computertomographischen Aufnahmen die Dichte und Elastizität des Knochens zuverlässig und realistisch berechnen können. Dazu übertragen die Forscher Methoden, mit denen üblicherweise Bauteile geprüft werden, auf menschliche Hüftknochen: Sie bringen den Knochen zum Schwingen. Bei Patienten ist diese Art der Untersuchung nicht möglich: Der Knochen muss in eine Apparatur eingespannt werden. »Über die Art der Schwingungen können wir auf lokale Eigenschaften des Knochens schließen – etwa die Dichte und Elastizität«, erklärt Martin Quickert, Gruppenleiter am IWU. Diese Ergebnisse vergleichen die Forscher mit computertomographischen Aufnahmen des Knochens und beschreiben die Zusammenhänge über ein mathematisches Modell.

Dieses soll künftig ermöglichen, die Knochenfestigkeit direkt aus den computertomographischen Aufnahmen zu ermitteln. Erste Untersuchungen an präparierten und so haltbar gemachten Knochen haben die Wissenschaftler bereits gemacht. In den kommenden Monaten versetzen sie auch unpräparierte, natürlich belassene Knochen in Schwingungen. In etwa zwei Jahren, hoffen die Forscher, erhalten die Ärzte aus Computertomographie-Aufnahmen genauere und realistischere Daten, wie die Beckenknochen des Patienten beschaffen sind. Die Prothesen können dann optimal verankert werden – und finden länger sicheren Halt.

Martin Quickert | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.iwu.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Beckenknochen Dichte Festigkeit Hüftprothese IWU Knochen Prothese Schraube Schwingung Simulation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Sind Epilepsie-Patienten wetterfühlig?
23.05.2017 | Universitätsklinikum Jena

nachricht Dual-Layer Spektral-CT: Bessere Therapieplanung beim Bauchspeicheldrüsenkrebs
18.05.2017 | Deutsche Röntgengesellschaft e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften