Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Technik erkennt Fehler bei Gelenkprothesen

12.04.2007
Wissenschaftler der Leibniz Universität Hannover haben ein Prüfverfahren entwickelt, um Patienten vor fehlerhaften künstlichen Gelenken zu bewahren

Eine neue Technologie könnte in Zukunft verhindern, dass beschädigte künstliche Hüft- oder Kniegelenke implantiert werden. Prothesen mit leichten Oberflächenfehlern lockern sich oftmals vorzeitig und machen frühzeitige Nachoperationen zum Austausch der künstlichen Gelenke notwendig.

Wissenschaftler des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) am Produktionstechnischen Zentrum (PZH) der Leibniz Universität Hannover haben eine neue Technik entwickelt - die sogenannte erweiterte Dunkelfeldmethode - um mit Lichtreflexionen Kratzer auf künstlichen Gelenken zuverlässig entdecken zu können. Die fehlerhaften Prothesen können dann nachbearbeitet oder aussortiert werden.

Derzeitiger Stand der Technik ist, dass künstliche Gelenke manuell von einem Tester untersucht werden. Das Ergebnis ist stark von der Qualifikation des Testers und seiner Tagesform abhängig. Ein automatisches Prüfverfahren kann Objektivität und Reproduzierbarkeit der Qualitätskontrolle sicherstellen und Hersteller vor Fehlproduktionen schützen. Die Industrie hat bereits großes Interesse an der neuen Technik signalisiert. Derzeit laufen Gespräche mit namhaften Prothesenherstellern, um zunächst mit Feldstudien an einer größeren Anzahl von künstlichen Gelenken zu starten.

Die Entwicklung der Dunkelfeldmethode ist Teil des Projekts OptiGIP im IFW, in dem unter der Leitung von Prof. Berend Denkena an unterschiedlichen Methoden zur Qualitätsüberprüfung von Prothesenoberflächen gearbeitet wird. Die Forscher haben die bereits existierende einfache Dunkelfeldmethode weiterentwickelt. Bei der einfachen Dunkelfeldmethode wird die Prothesenoberfläche aus Metall, die einem gewölbten Spiegel ähnlich ist, so beleuchtet, dass das Licht am Betrachter vorbei fällt. Ein Oberflächenfehler, etwa ein Kratzer, kann bei richtigem Winkel als helle Linie im Kamerabild wahrgenommen werden. Dipl.-Ing. Wolfram Acker vom IFW vergleicht das Prinzip mit einer bekannten Alltagsmethode: "Wenn man eine spiegelnde Oberfläche gegen das Licht hält, blitzt es bei Kratzern manchmal auf." Weil bei der einfachen Dunkelfeldmethode jedoch lediglich mit einer Lichtquelle aus einem Winkel beleuchtet wird, werden Oberflächenfehler nur entdeckt, wenn das Licht vom richtigen Raumwinkel aus auf die Oberfläche fällt. Deshalb haben die Forscher die erweiterte Dunkelfeldmethode entwickelt. Dabei wird der Winkel des einfallenden Lichtstrahls variiert, die Oberfläche wird nacheinander aus vielen Richtungen beleuchtet. Die rund 140 Einzelbilder werden dann überlagert. So können Oberflächenfehler sehr zuverlässig entdeckt werden, auch sehr kleine Kratzer leuchten hell auf. Für das Projekt OptiGIP arbeitet die Leibniz Universität Hannover mit der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), der Gesellschaft für Optische Messtechnik (gom) aus Braunschweig sowie den Firmen Argomedical aus Gifhorn und 4D aus Groß-Gerau zusammen.

Werden Prothesen mit leichten Oberflächenfehlern implantiert, besteht die Gefahr, dass im Bereich eines Kratzers größere Partikel abgespant werden. Diese Partikel erkennt das Immunsystem als Fremdkörper und schließt sie ein, wodurch sie sich noch mehr vergrößern. Die Partikel bewegen sich frei in der Gelenkkapsel und gelangen auch zwischen Knochen und Prothese, wo sie deren Lockerung hervorrufen können. "Wir wollen ein automatisiertes Verfahren zur Qualitätskontrolle bei Prothesen liefern", sagt Wolfram Acker. "Es gibt viele Patienten mit großen Problemen, der Bedarf ist eindeutig da."

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen Dipl.-Ing. Wolfram Acker von Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen unter Telefon +49 511.762-19421 oder per E-Mail unter acker@ifw.uni.hannover.de gern zur Verfügung.

Dr. Stefanie Beier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hannover.de

Weitere Berichte zu: Dunkelfeldmethode Gelenk IFW Oberflächenfehler Partikel Prothese

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht UV-Kugel macht Lackieren einfach und schnell
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Vorzüge von 3D-Druck und Spritzguss kombiniert
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics