Fraunhofer-Gesellschaft

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Interne akustische Anregung von Implantaten zur Messung der knöchernen Verankerung - Realisierung mittels laserstrahlgeschmolzener Komponenten

 
: Ruther, Catherine; Töppel, Thomas; Schulze, Christoph; Nierath, Hannes; Ewald, Hartmut; Mittelmeier, Wolfram; Bader, Rainer; Kluess, Daniel

Verein der Ingenieure und Techniker in Thüringen, Erfurt:
Fachmesse und Anwendertagung für Rapid-Technologie 2013 : 14.-15. Mai 2013, Erfurt; RapidTech 2013; Fachforum Medizintechnik
Erfurt: DESOTRON Verlagsgesellschaft, 2013
ISBN: 978-3-932875-35-9
4 pp.
Fachmesse und Anwendertagung für Rapid-Technologie (RapidTech) <10, 2013, Erfurt>
Fachforum Medizintechnik <4, 2013, Erfurt>
German
Conference Paper
Fraunhofer IWU ()
Endoprothese; Implantat; Vibrationsanalyse; akustische Messung; Generative Fertigung; Strahlschmelzen; Laserstrahlschmelzen; selective laser melting; Implantatlockerung

Abstract
Die Beurteilung der knöchernen Verankerung von künstlichen Hüftgelenken (Hüftendoprothesen) stellt eine klinische Herausforderung dar. Die Implantatauslockerung ist derzeit die Hauptkomplikation in der Hüftendoprothetik, jedoch sind die Möglichkeiten der Lockerungsdiagnose begrenzt. Dazu wurde ein neuartiges akustisch-mechanisches Messverfahren basierend auf Schwingern im Inneren der Hüftendoprothese entwickelt, welche eine Membran im Knochenkontakt anregen. Die Schwinger bestehen aus einer Blattfeder, auf welcher eine magnetische Kugel angebracht ist. Deren Anregung erfolgt über ein elektromagnetisches Wechselfeld. Die hörbaren akustischen Signale, welche durch das Anschlagen des Schwingers an die Membran entstehen, sind abhängig vom Verankerungszustand des Implantats und können mittels Beschleunigungssensor extrakorporal gemessen werden. Mittels Laserstrahlschmelzen ist es gelungen, die Schwinger und Membranen in einem Bauteil filigran zu fertigen.

 

Clinical assessment of the osseous anchorage of total hip replacement (THR) is challenging. Implant loosening is the main complication in THR, though possibilities to diagnose a loosened component are limited. Hence, a novel acoustic-mechanical concept was developed, based on oscillators inside the THR, which excite a membrane in bony contact. The oscillators consist of a flat spring and an attached magnetic sphere. The excitation is realized using an alternating electromagnetic field. The excited oscillators produce sound, which varies according to the extent of loosening. The sound can be detected by an externally applied accelerometer. Using laser beam melting, filigree structures of the flat spring and membranes as one component could be manufactured successfully.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-241783.html