B02 - Umwandlung von mechanischer Energie als interne Energieversorgung für elektrisch aktive Implantate
Zusammenfassung des Arbeitsprogramms
Die beiden wesentlichen Forschungsfragen dieses Projektes sind zum einen, wie mechanische Energie in lasttragenden Implantaten für die Umwandlung in elektrische Energie genutzt werden kann, und zum anderen, wie elektronische Bauteile in solche Implantate integriert werden können ohne die mechanische Sicherheit zu beeinträchtigen. Dazu werden zunächst an repräsentativen Implantaten Finite-Elemente-Analysen mit mathematischen Optimierungsalgorithmen durchgeführt. Anschließend werden Funktionsmuster angefertigt und die mechanische Zeitfestigkeit sowie die Funktion der Energiewandler getestet. Langfristig sollen die Energiewandler dazu dienen, Elektrostimulationstherapien sowie Messfunktionen in Implantaten ohne externe Stromversorgung zu ermöglichen.
Daniel Kluess, Hans-E. Lange, Horst Heyer, Manuela Sander, Wolfram Mittelmeier and Rainer Bader: Supplementary finite element analysis in experimental testing of total hip stems. Materials Testing, volume 60 (5): pages 489-494, April 2018. doi.org/10.3139/120.111182
Hans-E. Lange, Dennis Hohlfeld, Daniel Kluess: Piezoelectric Energy Harvesting Concept for Energy-Autonomous Instrumented Orthopaedic Implants a Numerical Evaluation; Konferenzbeitrag. 16th International Symposium on Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, August 2019, New York, USA.
Projektleitung
PD Dr.-Ing. habil. Daniel Klüß
E-Mail
Tel.: +49 381 494 9343
Institution
Universitätsmedizin Rostock
Orthopädische Klinik und Poliklinik
Doberaner Straße 142
18057 Rostock