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Einleitung
Bei der Detektion von Mikrorissen und der Charakterisierung spezifischer Schädigungen von Polymer- und Kompositwerkstoffen kommt es neben quantitativen Bewertungen auch auf die Analyse von orientierungsabhängigen Struktureffekten an. Am Beispiel typischer Vertreter ausgewählter Materialien (PP/PE, CFK) wird dargestellt, inwieweit das Potential der Röntgen-Refraktions-Topographie vorteilhaft zur umfassenden Materialcharakterisierung genutzt werden kann. Die korrosiven Eigenschaften nichtmetallischer Werkstoffe werden maßgeblich vom mikrostrukturellen Aufbau der verwendeten Materialien bestimmt. Typische Versagens-mechanismen von Faser-Kompositen sind neben der Faserenthaftung vor allem durch Mikrorisse gekennzeichnet, die sich teils parallel, teils senkrecht zu den Fasern in der Matrix ausbreiten. Eine wichtige Anwendung der Röntgen-Refraktions-Topographie umfaßt die orientierungsselektive Detektion von Mikroriß-Oberflächen. Die Nachweisgrenze derartiger Schädigungen erstreckt sich bis zum Nanometerbereich. Definiert herbeigeführte Ermüdungsschäden an Kompositmaterialien lassen sich mit dieser Methode ausgezeichnet erfassen und gestatten eine quantitative Korrelation zu mechanischen Kenngrößen. Mittels schrittweiser Probenabtastung und der ortskorrelierten Speicherung von simultan erfassten Refraktions- bzw. Absorptionszählraten wird ein zweidimensionales Röntgen-Refraktions-Topogramm rekonstruiert, das u.a. die präzise Information der integralen Rissdichte enthält.
Studienziel: Zwei Nagelsysteme, zum einen der unaufgebohrte Tibianagel mit 3fach-Verriegelung in 2 Ebenen und großem Bolzenspiel (UTN® der Fa. Mathys®) mit der Möglichkeit von medial zweifach und von ventral einfach zu verriegeln und zum anderen der unaufgebohrte Tibianagel mit 3fach-Verriegelung in einer Ebene mit geringem Bolzenspiel (Targon®-Nagel der Fa. Aesculap®), der 3 mediale Verriegelungsmöglichkeiten besitzt, wurden im Biegeversuch statisch geprüft. Anatomisch besteht bei der ventralen Verriegelung immer die Verletzungsmöglichkeit von Sehnen, Nerven und Gefäßen. Andererseits besteht bei einem höheren Bolzenspiel immer ein höherer Instabilitätsgrad. Inwieweit ist die Verriegelung in zwei Ebenen notwendig?
Methode: Wir prüften statisch zwei intramedulläre Verriegelungssysteme an 8 Leichenknochen (matched pairs) in zwei Ebenen an einer Universalprüfmaschine der Firma Schenk-Trebel im Biegeversuch.
Ergebnisse: Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass nicht die Bolzenlage, sondern das so genannte Bolzenspiel für die Stabilität der distalen Fragmente entscheidend ist. Die Verriegelung sollte somit prinzipiell durch ein formschlüssiges winkelstabiles Bolzensystem möglich sein.
Studienziel: Bei der zunehmenden Überalterung der Bevölkerung und der zunehmenden Inzidenz an hüftgelenknahen Oberschenkelfrakturen nimmt die Frage der Versorgung der medialen Schenkelhalsfraktur eine zunehmende Rolle ein. Vor allem aus Ungarn und den skandinavischen Ländern wird die kopferhaltende Therapie propagiert. Das Redislozieren dieser Frakturen und die Hüftkopfnekrose sind jedoch dagegenstehende Probleme. Methode: Ermutigt durch zwei theoretische mathematische Überlegungen wurden in einem biomechanischen Experiment zwei verschiedene Möglichkeiten der Verschraubung der medialen Schenkelhalsfraktur erprobt. Ergebnisse: Als Ergebnis zeigte sich, dass eine kopferhaltende Versorgung mit 2 kranial liegenden Schrauben und einer dreipunktabgestützten Schraube am Adam'schen Bogen deutliche biomechanische Vorteile hat gegenüber der herkömmlichen Verschraubung. Schlussfolgerung: Dies ermutigt uns, zunehmend die minimalinvasive und kopferhaltende Versorgung der medialen Schenkelhalsfraktur insbesondere bei Pauwels-I- und II-Verletzungen einzusetzen.
Durch die Auswahl einer geeigneten Rezeptur werden hochzähe Polyethylen/Polypropylen- Mischungen mit Haftvermittlerzusatz entwickelt, deren Morphologie analysiert sowie die für die hohe Kerbschlagzähigkeit verantwortlichen Deformations- und Bruchmechanismen erläutert. Im Vordergrund der Betrachtungen stehen dabei werkstoffseitige Einflussfaktoren auf das Zähigkeitsverhalten der PE/PP-Mischungen, wobei die Abhängigkeit vom Volumenanteil der einzelnen Komponenten, der Einfluss der Phasenmorphologie und der Beitrag der Phasenhaftung untersucht werden. Zum Einsatz kommen u.a. die Elektronenmikroskopie, mechanische und bruchmechanische Prüfmethoden sowie die Schallemission. Durch die Zugabe eines Haftvermittlers werden feindisperse Morphologien und bessere Phasenhaftung in der Grenzschicht erzielt. Damit werden Zähigkeitsverbesserungen gegenüber den Homopolymeren um den Faktor 5 bis 8 erreicht.