Neue Fertigungstechnologien in der Biomedizintechnik
-
Berend Denkena
Berend DenkenaHannoverSearch for this author in:Arne LucasHannoverSearch for this author in:Anke TurgerHannoverSearch for this author in:
Kurzfassung
Am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover entwickeln Forscher funktionsangepasste Fertigungsverfahren zur Herstellung medizinischer Implantate. Die in diesem Beitrag vorgestellten Projekte zeigen Ansätze, wie das spätere Einsatzverhalten der Implantate durch die Anpassung und Weiterentwicklung der Fertigungsprozesse an die spezifischen Implantatfunktionen verbessert oder auch neue Einsatzgebiete erschlossen werden können.
Abstract
Researchers from the Institute of Production Engineering and Machine Tools at the Leibniz Universität Hannover develop specific machining processes for the production of implants adapted to their function. Since 2003 medical scientists and engineers have worked together within the Collaborative Research Center (CRC) 599 “Biomedical Engineering”, funded by the German Research Foundation in order to advance the interdisciplinary research of different areas of the implant technology by complementary know-how. The focus is on the improved well-being of the patient and the reduction of expenses in the health care system. Permanent and absorbable implants are the main topics of the CRC 599. In this context, different machining processes for the production of implants are researched, thereby surpassing the mere aspects of the implants geometry generation in the manufacturing process by far. Important functions and characteristics of the implants are already determined during the production process by surface and sub-surface properties. The research primarily heads for two directions: the improvement of permanent implants on the one hand and the development of temporary implants on the other hand.
References
1. Hornschild, M.; Raab, S.; Weiss, J.-P.: Die Medizintechnik am Standort Deutschland – Chancen und Risiken durch technologische Innovationen, Auswirkungen auf und durch das nationale Gesundheitssystem sowie potentielle Wachstumsmärkte. Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit, Berlin2005Search in Google Scholar
2. Lidgren, L.; Robertsson, O.; W-Dahl, A.: The Swedish Knee Arthroplasty Register. Annual Report 2009, Wallin & Dalholm AB, Lund, SwedenSearch in Google Scholar
3. Chang, J.-D.; Billau, K.Bioceramics and Alternative Bearings in Joint Arthroplasty, Ceramics in Orthopaedics. Steinkopff-Verlag, Darmstadt200710.1007/978-3-7985-1783-7Search in Google Scholar
4. Bader, R.; Bergschmidt, P.; Fritsche, A.; Ansorge, S.; Thomas, P.; Mittelmeier, W.: Alternative Werkstoffe und Lösungen in der Knieendoprothetik für Patienten mit Metallallergie. Der Orthopäde37 (2008) 2, S. 136–142Search in Google Scholar
5. InEK GmbH – Institut für das Entgeltsystem im Krankenhaus, basierend auf G-DRG-System (German-Diagnosis Related Groups-System), G-DRG-Datenbrowser, Stand2009Search in Google Scholar
6. Wintermantel, E.; Ha, S. W.: Medizintechnik mit biokompatiblen Werkstoffen und Verfahren. 3. Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2002Search in Google Scholar
7. Lazoglu, I.; Manav, C.; Murtezaoglu, Y.: Tool path optimization for free form surface machining. CIRP Annals – Manufacturing Technology58 (2009), S. 101–10410.1016/j.cirp.2009.03.054Search in Google Scholar
8. Brinksmeier, E.; Riemer, O.; Osmer, J.: Tool Path Generation for Ultra-precision Machining of Free-form Surfaces. Production Engineering, Research and Development2 (2008), S. 241–24610.1007/s11740-008-0086-4Search in Google Scholar
9. Surmann, T.: Geometrisch-physikalische Simulation der Prozessdynamik für das fünfachsige Fräsen von Freiformflächen. Dissertation, TU Dortmund, 2006Search in Google Scholar
10. Jain, V.K.: Abrasive-Based Nano-Finishing Techniques: An overview. Machining Science and Technology12 (2008) 3, S. 257–29410.1080/10910340802278133Search in Google Scholar
11. Denkena, B.; Turger, A.; van der Meer, M.; Richter, B.; Becher, C.; Ostermeier, S.; Hurschler, C.: Keramikimplantate. Teilprojekt D4. In: Lenarz, Th.; Bach, F.-W.; Nolte, I. (Hrsg.): Sonderforschungsbereich 599: Zukunftsfähige bioresorbierbare und permanente Implantate aus metallischen und keramischen Werkstoffen, 2010, S. 47–66Search in Google Scholar
12. Denkena, B.; de Leon, L.; van der Meer, M.; Turger, A.: Polieren von Biokeramiken mit gebundenem Korn. In: Hoffmeister, W.; Denkena, B. (Hrsg.): Jahrbuch Schleifen, Honen, Läppen und Polieren 2009. Vulkan-Verlag, Essen2010, S. 299–314Search in Google Scholar
13. Denkena, B.; de Leon, L.; van der Meer, M.; Turger, A.: Flexible Polishing with Bounded Grains for Complex Ceramic Endoprostheses. In: Proceedings of the 24th ASPE Annual Meeting (2009), Monterey, CD-ROMSearch in Google Scholar
14. Richter, B.; Ostermeier, S.; Turger, A.; Denkena, B.; Hurschler, C.: A Rolling-gliding Wear Simulator for the Investigation of Tribological Material Pairings for Application in Total Knee Arthroplasty. Biomedical Engineering OnLine9 (2010) 24, 13 Seiten 10.1186/1475-925x-9-24Search in Google Scholar
15. Denkena, B.; Boehnke, D.; de León, L.: Machining Induced Residual Stress in Structural Aluminum Parts. Production Engineering2 (2008) 3, S. 247–25310.1007/s11740-008-0097-1Search in Google Scholar
16. Nowag, L.; Sölter, J.; Brinksmeier, E.: Influence of Turning Parameters on Distortion of Bearing Rings. Production Engineering1 (2007) 2, S. 135–13910.1007/s11740-007-0009-9Search in Google Scholar
17. Tomac, N.; Tonnessen, K.: Formation of Flank Build-Up in Cutting Magnesium Alloys. Annals of the CIRP40 (1991) 1, S. 79–8210.1016/s0007-8506(07)61938-6Search in Google Scholar
18. Brinksmeier, E.; Garbrecht, M.; Meyer, D.; Dong, J.: Surface Hardening by Strain Induced Martensitic Transformation. Production Engineering2 (2007) 2, S. 109–11610.1007/s11740-007-0060-6Search in Google Scholar
19. Denkena, B.; Alpers, P.; Weinert, K.; Hammer, N.: Influence of Cutting and Non-Cutting Processes on the Corrosion Behavior and the Mechanical Properties of Magnesium Alloys. Production Engineering XIII (2006) 1, S. 1–4Search in Google Scholar
20. Denkena, B.; Lucas, A.: Biocompatible Magnesium Alloys as Absorbable Implant Materials – Adjusted Surface and Subsurface Properties by Machining Processes. Annals of the CIRP56 (2007) 1, S. 113–11810.1016/j.cirp.2007.05.029Search in Google Scholar
21. Denkena, B.; Podolsky, C.; van der Meer, M.; Lucas, A.: Machining of Permanent and Bioresorbable Implants Made of Ceramics and Magnesium. Production Engineering XIII (2006) 1, S. 13–18Search in Google Scholar
22. Erdmann, N.; Angrisani, N.; Reifenrath, J.; Lucas, A.; Thorey, F.; Bormann, D.; Meyer-Lindenberg, A.: Biomechanical Testing and Degradation Analysis of MgCa0.8 Alloy Screws: A Comparative In Vivo Study in Rabbits. Acta Biomaterialia7 (2011) 3, S. 1421–142810.1016/j.actbio.2010.10.031Search in Google Scholar PubMed
23. Seitz, J.M.; Wulf, E.; Freytag, P.; Bormann, D.; Bach, F.: The Manufacture of Resorbable Suture Material from Magnesium. Advanced Engineering Materials12 (2010) 11, S. 1099–110510.1002/adem.201000191Search in Google Scholar
© 2012, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Editorial
- „Schöpferischer Zerstörer“
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- inpro-Innovationsakademie
- Bedeutung einer sachorientierten Bewertung des innovationsbedarfs der produktion
- WiGeP-Mitteilungen
- WiGeP-Mitteilungen
- Unternehmensprofil
- Qualitätssicherung beginnt mit dem Einstellgerät
- Fabrikplanung
- Herausforderungen für zukünftige Fabriken
- Werkzeugmaschinen
- Exzentrische Gelenke für parallelkinematische Werkzeugmaschinen
- Sicherheit an Werkzeugmaschinen
- Effizienz durch integriertes Prozesswissen
- Fertigungstechnik
- Methodengestützte Referenzvorgehensweise für neue Umformverfahren
- Neue Fertigungstechnologien in der Biomedizintechnik
- Optimierung der Produktivität
- Methodische Produktivitätssteigerung
- Lean Factory Design
- Verbreitung von Ganzheitlichen Produktionssystemen im Mittelstand
- Steigerung der Flächenproduktivität durch Logistiksupermärkte
- Technologiewissen
- Gestaltung erfolgreicher Lernumgebungen in der manuellen Montage
- Von Data Mining und semantischer Suche
- Unternehmenskultur
- Führung im Komplexitätsmanagement
- Werkzeug- und Formenbau
- Börsenorientierte Preisbildungsmechanismen im Werkzeug- und Formenbau
- Instandhaltung
- Stochastische Einflüsse auf die Instandhaltung von Windenergieanlagen
- Vorschau/Preview
- Vorschau
Articles in the same Issue
- Editorial
- „Schöpferischer Zerstörer“
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- inpro-Innovationsakademie
- Bedeutung einer sachorientierten Bewertung des innovationsbedarfs der produktion
- WiGeP-Mitteilungen
- WiGeP-Mitteilungen
- Unternehmensprofil
- Qualitätssicherung beginnt mit dem Einstellgerät
- Fabrikplanung
- Herausforderungen für zukünftige Fabriken
- Werkzeugmaschinen
- Exzentrische Gelenke für parallelkinematische Werkzeugmaschinen
- Sicherheit an Werkzeugmaschinen
- Effizienz durch integriertes Prozesswissen
- Fertigungstechnik
- Methodengestützte Referenzvorgehensweise für neue Umformverfahren
- Neue Fertigungstechnologien in der Biomedizintechnik
- Optimierung der Produktivität
- Methodische Produktivitätssteigerung
- Lean Factory Design
- Verbreitung von Ganzheitlichen Produktionssystemen im Mittelstand
- Steigerung der Flächenproduktivität durch Logistiksupermärkte
- Technologiewissen
- Gestaltung erfolgreicher Lernumgebungen in der manuellen Montage
- Von Data Mining und semantischer Suche
- Unternehmenskultur
- Führung im Komplexitätsmanagement
- Werkzeug- und Formenbau
- Börsenorientierte Preisbildungsmechanismen im Werkzeug- und Formenbau
- Instandhaltung
- Stochastische Einflüsse auf die Instandhaltung von Windenergieanlagen
- Vorschau/Preview
- Vorschau