Materialprüfung

Belastungstest für chirurgische Fäden

Eine Universalprüfmaschine vom Typ Inspekt table blue 5kN der Hegewald & Peschke MPT GmbH leistet in Saarbrücken wertvolle Forschungsarbeit. Das INM - Leibnitz-Institut für Neue Materialien setzt die Anlage des sächsischen Prüftechnikspezialisten für die systematische Entwicklung von neuen chirurgischen Nahtmaterialien ein.

Die Inspekt table blue 5kN übernimmt dabei spezielle Durchzugversuche und erfüllt somit grundlegende Aufgaben im Bereich der Materialprüfung. Ziel des Forschungsprojektes: Es soll ein neuartiger Faden entwickelt werden, der das Vernähen von Wunden ohne Knoten ermöglicht. Dadurch würden die Zeit zum Nähen und die Narbenbildung deutlich reduziert.

Das INM erforscht und entwickelt als internationales Zentrum für Materialforschung Werkstoffe, die den Ansprüchen der Gegenwart und Zukunft gerecht werden. Mögliche Anwendungsbereiche dieser finden sich in nahezu jeder Branche. Ein besonders wichtiges Einsatzgebiet für neue, optimierte Materialien ist die Medizintechnik. Durch die Entwicklung von chirurgischem Nahtmaterial, das nicht verknotet werden muss, lässt sich während einer Operation kostbare Zeit einsparen. Zudem entsteht durch das Verknoten der Fäden Narbengewebe, welches vor allem bei kosmetischen Eingriffen unerwünscht ist und mit dem neuen Material vermieden werden soll.

Bereits heute existieren chirurgische Fäden, die ein Durchgleiten gegen die Zugrichtung verhindern und somit die Grundvoraussetzung für das Vernähen von Wunden ohne Knoten erfüllen. Allerdings verursachen diese beim Durchziehen Schäden am Gewebe. Ein Beispiel dafür sind die derzeit genutzten so genannten "Barbed Threads", welche sich durch asymmetrische Einschnitte im Gewebe entgegen der Zugrichtung verhaken.

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Versuche mit künstlicher Haut und Schweinehaut liefern exakte Ergebnisse

Die Universalprüfmaschine vom Typ Inspekt table blue 5kN der Hegewald & Peschke MPT GmbH.

Im Rahmen von Durchzugversuchen ziehen die Forscher des INM die neuartigen chirurgischen Fäden durch künstliche Haut oder Schweinehaut. Dazu werden die Fäden auf einer Seite mit einem vorab definierten Gewicht belastet, während die andere Seite am Kraftsensor der Prüfmaschine befestigt wird. Im nächsten Schritt wird der Faden durch das Testgewebe gezogen und die dabei auftretenden Kräfte bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten gemessen. Die Universalprüfmaschine vom Typ Inspekt table blue 5kN zeichnet u.a. Entlastungskurven auf, mit deren Hilfe sich die Eigenschaften des Nahtmaterials exakt charakterisieren lassen.

"Mit der Maschine möchten wir die Kräfte ermitteln, die beim Nähen auftreten", erläutert Dr. Elmar Kroner, Stellvertretender Leiter des Programmbereichs Funktionelle Oberflächen am INM. "Dabei ist für uns vor allem die erhöhte Durchzugskraft relevant, die bei Zug entgegen der Nährichtung auftritt. Wir sprechen hier von der sogenannten Haftreibung zwischen Faden und Gewebe. So konnten wir u.a. zeigen, dass die Haftreibung von der Durchzugsgeschwindigkeit abhängt, jedoch nicht die Gleitreibung. Wiederholungen der Tests gaben uns Aufschlüsse über die Resistenz der Fäden gegen Beschädigungen beim Durchziehen."

Anspruchsvolle Oberflächenforschung

Ein Forschungsschwerpunkt des Programmbereichs "Funktionelle Oberflächen" liegt in der Erforschung und Entwicklung der "Gecko-Technologie", d.h. der Einstellung spezieller adhäsiver Eigenschaften durch eine gezielte Oberflächenstrukturierung. Das Design solcher Oberflächen ist oftmals an biologische Strukturanordnungen angelehnt.

Als Kernbereiche des Forschungsprogramms gelten die "Bioinspirierten Haftsysteme", die "Charakterisierung von mikrostrukturierten Oberflächen", "Schaltbare Oberflächen", "Strukturierte Oberflächen für biomedizinische Anwendungen" sowie "Haftsysteme für industrielle Anwendungen". Das INM führt dabei grundlegende Untersuchungen zu den Haftmechanismen durch und lotet gemeinsam mit Industriepartnern das Anwendungspotential der "Gecko-Technologie" aus.

Neben den Durchzugversuchen zur Untersuchung der Reibung von chirurgischem Nahtmaterial nutzt das INM die Prüfmaschine der Hegewald & Peschke MPT GmbH auch für Scherversuche an adhäsiven Beschichtungen sowie für Biegeversuche an biologischen Proben.

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