Simulation in der Medizinprodukt­entwicklung

Simulation in der Medizintechnik findet Anwendung in der klassischen Produktentwicklung, z.B. um für die Implantatzulassung notwendigen Prüfungen (ASTM- und ISO- Normen) vor der eigentlichen Prüfung zu simulieren. Durch die Strukturmechanische Simulation können mögliche Schwachstellen im Vorfeld zu identifiziert oder Worst-Case-Szenarien (Varianten / Größen) ermitteln werden. Darüber hinaus können auf Grundlage evaluierter Berechnungsmethoden auch Automatisierungsprozesse wie z.B. für die Festigkeitsberechnungen von patientenspezifischen Implantaten weiterentwickelt werden.

Durch die additive Fertigung und die zunehmende Digitalisierung der Medizintechnik ist der Einsatz von patientenindividuellen Implantaten möglich geworden. Allerdings ist die Festigkeitsbeurteilung dieser Einzelstücke mit herkömmlichen Prüfmethoden nicht mehr gegeben. Momentan bewegen sich Hersteller dieser Sonderanfertigungen in einer rechtlichen Grauzone. Die numerische Simulation ist in der Lage, diese Fragestellungen zu beantworten und damit die Qualität und Sicherheit dieser Produkte zu gewährleisten.

Kieferer­satz­implantate

Ziel: Festigkeitsbeurteilung patientenspezifischer Kieferimplantate

Beschreibung:
Kiefer nach Tumorresektionen zu versorgen ist eine große Herausforderung. Hierfür werden oft patientenspezifische Implantate verwendet. Aufgrund von sehr unterschiedlichen Belastungsfällen und einem unverhältnismäßig hohen Aufwand für mechanische Test, werden diese Implantate nur rein erfahrungsbasiert konstruiert. Mit der Finite-Elemente-Methode ist es möglich, mit geringem Aufwand eine Simulation mit realistischen Muskelkräften aus AnyBody durchzuführen. Diese ermöglicht die Belastungen des Implantats realistisch abzubilden, die patientenspezifischen Implantate für diese Belastungen objektiv auszulegen und die Sicherheit der Implantate zu verbessern.

  • Sehr unterschiedliche Patientensituationen / Implantatgeometrien (in Silico Festigkeitsnachweis)
  • Mit AnyBody berechnete Muskel- und Gelenkreaktionskräfte als realistische Randbedingungen für die Simulation der Implantatfestigkeit (validertes Kiefermodell)
  • Zur Sicherstellung bzw. Erhöhung der Produktsicherheit (patientenindividuelles Produkt)

Partner: AnyBody Technologies, Materialise

ISO/ASTM

Ziel: Virtuelle normierte/normgerechte Implantat Prüfung.

Beschreibung:
Mit numerischer Simulation können Implantat-Prüfungen virtuell innerhalb der Produktentwicklung in kurzer Zeit abgebildet und somit die Entwicklungszyklen stark verkürzt werden. In der virtuellen Lebensdauer-Prüfung können mehrere verschiedene Konzept-Geometrien und deren Kombinationen kosteneffizient auf ihre Funktionsweise überprüft und optimiert werden.

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