RESEARCH GROUP COMPUTED TOMOGRAPHY

UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES UPPER AUSTRIA - RESEARCH & DEVELOPMENT LTD.

ArthroKnee: Interaktive Gonarthrose-Datenbank der 3D-Mikrostruktur, Geometrie und Biomechanik

Förderzeitraum: 1.10.15 bis 30.09.17

Aufgrund der steigenden Lebenserwartung der Bevölkerung ist die Häufigkeit von Gonarthrose, dem degenerativen Abbau des Gelenkknorpels und Knochens im Kniegelenk, weltweit auf dem Vormarsch. Sind alle alternativen Behandlungsmöglichkeiten erfolglos ausgeschöpft ist eine Knieprothesen-Operation unumgänglich. Eine Lockerung des Implantats im Kniegelenk gehört zu den häufigsten Komplikationen, die nach dem Einsetzen einer Knieprothese auftreten können, und ist mit zahlreichen Komplikationen verbunden. Da sich zudem die Morphologie und Mikrostruktur des Kniegelenks erheblich zwischen einzelnen Patienten unterscheidet, ist die anatomische Expertise des orthopädischen Chirurgen von wesentlicher Bedeutung. Allerdings stützt sich die klinische Differentialdiagnose hauptsächlich auf röntgenologische Befunde, wodurch die dreidimensionale Geometrie und Mikrostruktur im Kniegelenk nur unzureichend identifiziert werden können.

Das Ziel des Projekts „ArthroKnee“ ist daher die Quantifizierung der dreidimensionalen Knochenmikrostruktur, Geometrie und Biomechanik in einer großen Stichprobe von Gonarthrose-Patienten, die sich am Klinikum Wels-Grieskirchen einer Kniegelenk-Operation zur Implantation einer Knieendoprothese unterziehen. Der Fokus liegt dabei auf der Mikro-Computertomographischen Untersuchung von Knochenproben in Hinsicht auf das Interface zwischen Knochen und Implantat, um wertvolle Informationen für die Weiterentwicklung und Verbesserung aktueller Implantat- und Fixationskonzepte zu liefern.

Die gewonnen Ergebnisse in Bezug auf die Mikrostruktur, Geometrie und Biomechanik werden in eine Softwarelösung integriert. Diese Software umfasst eine Datenbank einschließlich Patienten-spezifischer 3D-Modelle. Damit wird dem orthopädischen Chirurgen ein Vergleichsdatensatz für die röntgenologische Bewertung von arthrotischen Schädigungen bei neuen Patienten zur Verfügung gestellt. Weiterhin bietet die Softwareanwendung Orthopäden und Medizintechnikern die Möglichkeit, dreidimensionale Mikrostruktur-Daten als Datengrundlage zur Weiterentwicklung von Implantaten zu verwenden, die in Hinsicht auf Oberflächeneigenschaften und Geometrie optimiert sind.

Abb. 1 Probengeometrie und –mikrostruktur der proximalen Tibia (links). Im Fokus steht vor allem die Mikrostruktur der Implantat-Knochen-Grenzfläche, die nach der Implantation von künstlichen Kniegelenken besonders beansprucht wird. Hervorgehoben ist der Bereich, der mittels Mikro-FE-Analysen untersucht wird. Beispiele für tibiale und femorale Implantate (rechts).

Partner

  • FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH, AT (Coordinator)
  • Klinikum Wels-Grieskirchen
  • CDE - Communications-Data-Engineering GmbH
  • Dr. Pahr Ingenieurs e.U.

Förderung

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Strategischen Programms „Innovatives OÖ 2020“ im Aktionsfeld „Medizintechnik (Gesundheitswesen, alternde Gesellschaft)“ des Landes Oberösterreich finanziert. Nähere Informationen finden Sie auf www.ooe2020.at

 InnoOOE2020 Programmlogologo looe

Kontakt

Dr. Sascha Senck
Projekt Koordinator
FH OÖ Forschungs- und Entwicklungs GmbH
Stelzhamerstraße 23, A-4600 Wels, AUSTRIA
Tel: +43 50804 44426
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