Simulation des Knochenneubildungsprozesses bei der Kallusdistraktion mit der Methode der Finiten Elemente und der Fuzzy Logic

• Antragsteller: Professor Dr. Lutz Claes
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5442236

Die Kallusdistraktion wird zur Schließung großer Knochendefekte oder zur Verlängerung der langen Röhrenknochen erfolgreich eingesetzt. Trotz dieser Erfolge kommt es in vielen Fällen zu sehr langen Behandlungszeiten und erheblichen Komplikationsraten. Eine Ursache hierfür liegt in der häufig ungenügenden Stabilität der Fixationssysteme. Das Studium des Einflusses biomechanischer Randbedingungen ist im Großtierversuch möglich, jedoch sehr aufwendig und langwierig. Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG CL 77/7) konnten wir in den vergangenen Jahren ein Computermodell zur Frakturheilung entwickeln und validieren. Den Spezialfall der Kallusdistraktion, der gegenüber der Frakturheilung durch große geometrische Änderungen des Regenerationsgebiets sowie retardierende Zugspannungen gekennzeichnet ist, kann das bestehende Modell jedoch nicht angemessen beschreiben. Daher ist es das Ziel des geplanten Vorhabens, das bestehende Computermodell so zu erweitern, dass die Kallusdistraktion simuliert werden kann. Das erweiterte Modell soll es ermöglichen, die Grundlagen der Gewebedifferenzierung bei der Kallusdistraktion besser zu verstehen, Tierversuche zu reduzieren und günstige mechanische Bedingungen zur Optimierung der Fixationssysteme für die Kallusdistraktion zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen