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Biomechanical Engineering

Entwicklung von Implantaten und Instrumentar

Drehmomentratsche für Zahnimplantate

Anhand von Recherchen werden Belastungen von künstlichen Gelenken (Endoprothesen), Knochenbruchplatten (Frakturplatten) und OP-Werkzeug (Instrumentar) definiert. Wir führen geeignete Tests und Berechnungen durch, um das Pflichtenheft zu vervollständigen. Diese Werte stellen die Grundlage für eine erfolgreiche Produktentwicklung dar. Von uns am Computer entworfene Konstruktionslösungen diskutieren wir in Zusammenarbeit mit Ärzten und Fachpersonen. Dadurch lassen sich Probleme frühzeitig erkennen und beheben.

Um Bauteile in technischer Hinsicht optimal definieren zu können, ist eine Berechnung mittels Finite-Elemente-Methode unerlässlich. Prototypen werden auf unseren Prüfmaschinen getestet, um sicher zu stellen, dass das Produkt die geforderten Funktionen erfüllt und den Belastungen standhält.

Testentwicklung und Testung von Medizinalprodukten

Simulator zur funktionalen Testung von Schultergelenken

Damit Medizinalprodukte verwendet und implantiert werden dürfen, sind diese diversen statischen und dynamischen Tests zu unterziehen. Standarduntersuchungen am IMES erfolgen nach geltenden Normen der Industrie. Für neuartige Produkte definieren wir in Zusammenarbeit mit unseren Kunden entsprechende Prüfverfahren und legen die Testparameter fest. Die dafür notwendigen Hilfseinrichtungen werden von uns konstruiert und in institutseigenen Werkstätten produziert. Dank einer modularen Messdaten-Erfassung lassen sich Signale von Kraftsensoren, Dehnmessstreifen problemlos erfassen. Abschliessende Testberichte dokumentieren die aufgezeichneten Daten und Auswertungen.

Akkreditiertes experimentelles Testlabor der Biomechanik

Das Testlabor der Biomechanik ist seit Januar 2010 akkreditiert als „Prüfstelle Typ C für die Entwicklung und Durchführung experimenteller Untersuchungen an Endoprothesen, Rückenim­plantaten, Traumatologieprodukten und Instrumenten; Büro-, Sitz- und Objektmöbel sowie Therapie-, Trainings- und Rehabilitationsgeräten“.  Die Akkreditierung erfolgte nach der Norm ISO/IEC 17025 durch die Schweizerische Akkreditierungs­stelle (SAS).

Dies bedeutet die formelle Anerkennung des Qualitätsmanagementsystems und der fachlichen Kompetenz der Prüfstelle und gewährleistet somit das geforderte Quali­tätssicherungssystem für die Konformitätserklärung (CE-Kennzeichnung). Als Prüf­stelle STS (Swiss Testing Services) des Typs C sind wir befugt, neue Testverfahren einzuführen, zu charakterisieren und zu validieren.

Akkreditierungsurkunde

Simulation von Kräften am muskuloskelettalen System

Zur Bestimmung von Muskel- & Gelenkkräften erstellen wir sogenannte Knochen-Muskel-Modelle. Die notwendigen Daten für den Modellaufbau können aus Computertomographie-Daten (CT) gewonnen werden. Am Computer berechnete Modelle werden mit geeigneten Tests verglichen und validiert. Diese Muskel- und Gelenkkräfte dienen als Randbedingungen in Finite-Element-Simulationen zur Bestimmung der Belastungsverteilung im Knochen. So lassen sich zu hohe Beanspruchungen bei der Entwicklung von Implantaten frühzeitig erkennen und durch geeignete Massnahmen verringern.

Ergonomie & Rehabilitation

Das Labor für Biomechanik bedient sich modernster Messtechnik, um Bewegung und Position des menschlichen Körpers zu erfassen. Mit Hilfe von kabelloser Technologie zur Messung der Kinematik von Körpern können 3D-Bewegungen in Echtzeit visualisiert und anschliessend ausgewertet werden. 

Das Labor für Biomechanik arbeitet eng mit dem Departement Gesundheit der ZHAW zusammen, wo ein Bewegungsanalyse-Labor für wissenschaftliche Zwecke zur Verfügung steht.

Projektbeispiele

Wir forschen im Bereich Biomechanical Engineering und haben zahlreiche Projekte bereits erfolgreich abgeschlossen. Eine Auswahl dieser Projekte finden Sie hier:

Flyer Biomechanical Engineering: