Schmerzfrei im Alltag 15.10.2021, 09:19 Uhr

Lebensdauer-Tests an Implantaten und Prothesen

Implantate und Prothesen müssen optimal auf den Bewegungsablauf angepasst sein. Eine neue Prüfmaschine soll die Situation im Körper möglichst gut simulieren.

Dynamische Prüfung eines Wirbelsäulenimplantats. Foto: Zwick Roell

Dynamische Prüfung eines Wirbelsäulenimplantats.

Foto: Zwick Roell

Orthopädische Implantate, Osteosyntheseimplantate und Prothesen sollen Körperfunktionen ersetzen und die Träger im Alltag bestmöglich unterstützen. Dazu müssen sie optimal auf den Bewegungsablauf angepasst sein. Um die unterschiedlichen Bewegungen und Kräfte im menschlichen Körper möglichst gut zu simulieren, bietet Zwick-Roell eine neuentwickelte elektrodynamische Prüfmaschine an, die genau auf die jeweiligen Anforderungen ausgelegt ist.

Die elektrodynamische Prüfmaschine LTM; für die Prüfung von Wirbelsäulenimplantaten eignet sich die Tischausführung der LTM-Reihe.

Foto: Zwick Roell

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Wie das Unternehmen ausführt, müssen gemäß verschiedener ISO und ASTM Normen beispielsweise Axial- und Torsionslast bei der Prüfung von Wirbelsäulenimplantaten kombiniert aufgebracht werden. Dafür steht die neue elektrodynamische Prüfmaschine LTM mit Kräften bis 10 kN und 100 Nm zu Verfügung. Für die Prüfung von Wirbelsäulenimplantaten eignet sich, so das Unternehmen, die Tischausführung der LTM Reihe mit Kräften bis 3 kN und einem 30 Nm Torsionsantrieb. Der elektromagnetische Antrieb sei speziell für die in dieser Prüfung relevanten Geschwindigkeits- und Momentenbereiche ausgelegt und zeichne sich durch eine besonders hohe Laufruhe sowie eine optimale Regelgüte und Dynamik aus. Er erlaube sowohl zyklisch dynamische Bewegungen als auch ein rotierendes Endlosdrehen und sei besonders vielseitig einsetzbar. Hinzu kommen eine hohe Energieeffizienz und geringe Anforderungen an die Infrastruktur aufgrund des ölfreien Antriebs.

Das patentierte Wegmesssystem, das direkt und probennah am Rotor eingebaut ist, ermöglicht laut Zwick-Roell eine hohe Wiederholbarkeit der Positionierung sowie eine sehr präzise Drehwinkelmessung. Bei Wirbelsäulenimplantaten werden zudem Druckschwell-Versuche (R=0,1) mit einer Prüffrequenz bis 5 Hz durchgeführt. Ergebnis ist die Generierung einer Wöhlerlinie mit einer Schwingspielzahl von bis zu 5 Millionen – das entspricht circa zwei Jahren in vivo mit ungefähr 7.000 Zyklen pro Tag

Von Zwick Roell/Udo Schnell