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.
2018
Kluess, Daniel; Lange, Hans-E.; Heyer, Horst; Sander, Manuela; Mittelmeier, Wolfram; Bader, Rainer (2018): Supplementary finite element analysis in experimental testing of total hip stems. In: Materials Testing 60 (5), S. 489–494. DOI: 10.3139/120.111182.
2019
Lange, Hans-E.; Hohlfeld, Dennis; Kluess, Daniel (2019): Piezoelectric Energy Harvesting Concept for Energy-Autonomous Instrumented Orthopaedic Implants a Numerical Evaluation. 16th International Symposium on Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. New York, United States of America, August 2019.
2019
Lange, Hans E.; Kluess, Daniel (2019): Numerische Untersuchung eines piezoelektrischen Energiewandlungssystems für eine Energieautonome totale Hüftendoprothese. Tagung des Deutschen Verbandes für Materialforschung und -prüfung e.V., Arbeitskreises Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen. Rostock, Germany, November 2019.
2019
Lange, Hans-E.; Hohlfeld, Dennis; Kluess, Daniel (2019): Piezoelectric energy harvesting concept for an energy autonomous instrumented orthopaedic implant - a numerical evaluation. 16th International Symposium on Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering and the 4th Conference on Imaging and Visualization. New York, United States of America.
Lange, Hans-E.; Kluess, Daniel (2019): Mechanical Study on Piezoelectric Energy Harvesting Concepts for an Energy-Autonomous Total Hip Replacement. 41st Engineering in Medicine and Biology Conference. Berlin, Germany.
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