Modellierung

 Finite-Elemente-(FE-) Modellierung ermöglicht Parameterstudien der Faktoren, die für die mechanische Stabilität des Implantates im Knochen ausschlaggebend sind. Mit derartigen Modellen lassen sich die im Implantat und an der Grenzfläche zum Knochen auftretenden mechanischen Bewegungen und Spannungen berechnen. Viele moderne Hüftkomponenten sind unzementiert und durch Pressfit verankert. Durch die Anwendung von Kontaktanalysen an der Grenzfläche lassen sich Vorhersagen über das Einwachsen von Knochen machen. Die Umbaureaktion des Knochens (gemäß dem Transformationsgesetz von Wolff) durch die durch die Implantation veränderte Lastsituation, kann auf diese Weise ebenfalls untersucht werden, indem man die lokalen mechanischen Reize mit den Veränderungen der dortigen Knochendichte in Verbindung setzt. Moderne Software erlaubt es, patientenspezifische Variationen durch Zuordnung der Knochen Geometrie und der Knochendichte aus CT Daten, mit zu berücksichtigen. Durch Mikro-CT Modelle lässt sich der Einfluss von Pressfit auch auf der Ebene des trabekulären Knochens untersuchen. Bei der Validierung der FE Modelle werden die Daten mit experimentellen Daten, überwiegend aus hausinternen Untersuchungen an Präparaten, verglichen. Analytische Modellierung wird ebenfalls angewendet, zum Beispiel zur Bestimmung der veränderten Lastsituation durch neuartige Implantatmodelle. 

Publikationen:

Rothstock, S., Uhlenbrock, A., Bishop, N., Laird, L., Nassutt, R., Morlock, M., Influence of interface condition and implant design on bone remodelling and failure risk for the resurfaced femoral head, J Biomech. 44(9):1646-1653, 2011

Bishop, N.E., Burton, A., Maheson, M., Morlock, M.M., Biomechanics of short hip endoprostheses - The risk of bone failure increases with decreasing implant size, Clinical Biomechanics 25 (7): 666-674 Aug 2010

Bishop-et-al, Risk of Bone Failure in Short Femoral Hip Components, ORS, New Orleans-2010-poster

S. Rothstock, A. Uhlenbrock, N. Bishop , M. Morlock, Primary stability of uncemented femoral resurfacing implants for varying interface parameters and material formulations during walking and stair climbing, J Biomech. 2010 Feb 10;43(3):521-6. Epub 2009 Nov 12

Bishop, N., Morlock, M., The Influence of bone quality and implant size / position on the risk of bone failure in short femoral hip implants, 6. Jahrestagung der DGfB Münster 2009, poster PA48

A. Gebert, J. Peters, N. E. Bishop, F. Westphal, and M. M. Morlock,Influence of press-fit parameters on the primary stability of uncemented femoral resurfacing implants, Med.Eng Phys. 31 (1):160-164, 2009

Bishop-et-al, The Effects of Stumbling on Press Fit Acetabular Cups, DGfB-München-2003-poster

Bishop-et-al, The Effects of Stumbling on Press Fit Acetabular Cups, DGfB-München-2003-ger poster