Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelEin Beitrag zur Entwicklung eines additiv gefertigten Hilfsmittels zur Frakturüberbrückung und Patientenmobilisierung durch externe Fixation / von Finn Buttgereit, M.Sc. ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Gunter Kullmer, Korreferent: Prof. Dr. Thomas Tröster
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (VII, 162 Seiten) Illustrationen, Diagramme
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2025
- AnmerkungTag der Verteidigung: 26.06.2025
- Verteidigung2025-06-26
- SpracheDeutsch
- DokumenttypDissertation
- Schlagwörter (GND)
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Klassifikation
Zusammenfassung
Patienten, die mit einem externen Fixateur am Bein ausgestattet werden, sind während der Heilungsphase deutlich in ihrer Teilhabe am Leben eingeschränkt. Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Fixateurfußstück, ermöglicht eine direkte Einkopplung der Bodenreaktionskraft unter Umgehung der verletzten Extremität in die Tibia. Für die Entwicklung werden Grundlagen, Anforderungen, geeignete Fertigungstechniken, verschiedene Designs sowie Prüfvorrichtungen erarbeitet. Die Anforderungen an das Fußstück werden aus mechanischer, sozialmedizinischer und rechtlicher Sicht erhoben. Für die Fertigung eines Fußstücks wird endlos carbonfaserverstärktes FDM als geeignetes Verfahren identifiziert. Kern der Arbeit bildet die Untersuchung der Tragfähigkeit von externen Fixationsschrauben, welche in die Tibia eingebracht sind. Mithilfe mechanischer Ersatzmodelle, Simulationsreihen in FEM und praktischen Versuchen an Kunst-, Animal- und Humanknochen können sowohl wesentliche Parameter für die Tragfähigkeit identifiziert und deren Einfluss quantifiziert werden als auch die verwendeten Prüfvorrichtungen verbessert werden. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden iterativ zwei Demonstratoren für das Fußstück entwickelt und gefertigt, von denen der zweite erfolgreich für die Mobilisierung eines Patienten eingesetzt werden kann.
Abstract
Patients who are fitted with an external fixator on the leg are significantly restricted in their ability to participate in life during the healing phase. The fixator foot piece developed as part of the project enables the ground reaction force to be coupled directly into the tibia, bypassing the injured limb. The basic principles, requirements, suitable manufacturing techniques, various designs and testing devices are being developed. The requirements for the foot piece are analysed from a mechanical, socio-medical and legal perspective. Continuous carbon fibre-reinforced FDM is identified as a suitable process for manufacturing a foot piece. The core of the work is the investigation of the load-bearing capacity of external fixation screws inserted into the tibia. With the help of mechanical equivalent models, simulation series in FEM and practical tests on artificial, animal and human bones, key parameters for the load-bearing capacity can be identified and their influence quantified, and the test devices used can be improved. Based on these findings, two demonstrators for the foot piece are iteratively developed and manufactured, the second of which can be successfully used to mobilise a patient.
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