RMS Foundation: Werkstoffprüfung und Forschung für die Medizin- und Werkstofftechnik mit LTM-Prüfmaschinen
Case Study
- Kunde: RMS Foundation
- Ort: Bettlach, Schweiz
- Branche: Medizin
- Thema: Dynamische Prüfung an Implantaten - kleine Lasten und optisches Deformationstracking
September 2024
Die RMS Foundation führt mit ZwickRoell LTM-Maschinen dynamische Prüfungen an Implantaten durch. In einem Projekt werden verschiedene Versorgungsstrategien verglichen. Dabei wird während der Ermüdungsprüfung eine große Bandbreite an Lasten mit optischem Deformationstracking kombiniert.
RMS Foundation
Die RMS Foundation: Qualität und Kompetenz in der Werkstoffprüfung für die Medizin- und Werkstofftechnik
Die RMS Foundation mit Stammsitz im schweizerischen Bettlach wurde 1985 gegründet und hat sich seitdem zu einem renommierten Materialprüflabor und Forschungsinstitut entwickelt. Ihre Schwerpunkte liegen in den Bereichen Medizintechnik, Werkstofftechnologie.
Die RMS Foundation bietet eine Vielzahl von Dienstleistungen an, darunter mechanische und werkstofftechnische Produkt- und Komponentenprüfungen, spezifische standardisierte und individuelle Analysen, experimentelle Untersuchungen und Beratungsdienste. Das interdisziplinäre und interprofessionelle Team der RMS Foundation betreibt kontinuierlich Forschung und unterstützt den Wissenstransfer in den folgenden Bereichen: Funktionalität von Implantaten am Skelett, Werkstoffevaluation, Oberflächen und Tribologie, Knochenersatz und Knochenregeneration sowie Material-Gewebe Wechselwirkung. Mit einem Fokus auf Präzision, Zuverlässigkeit und Qualität ist die non-profit Organisation seit Jahrzehnten ein vertrauenswürdiger Partner in der Medizin- und Werkstofftechnik.
Die ZwickRoell Top Kompetenzen
- Absolut präzise und verlässliche Prüfergebnisse
- Robuste und wartungsarme Ausführung der Maschinen
- Prüfsoftware testXpert ist schnell erlernbar
- Hohe ZwickRoell Servicequalität
- Kompetente Hilfe bei allen Fragen
Die Aufgabe
Ermüdungsprüfung und optisches Deformationstracking
Die Belastung bei der Ermüdungsprüfung orthopädischer Implantate umfasst ein großes Spektrum anzuwendender Kräfte. Dieses reicht von wenigen Newton im Fmin bei manchen Osteosyntheseplatten bis zu mehreren Kilonewton im Fmax bei Hüftimplantaten. Überdies betreibt RMS als gemeinnützige Organisation Forschung, u.a. in der Medizintechnik. Hier wird zusehends häufiger die optische Messtechnik DIC-Methode (Digital Image Correlation) eingesetzt. Dabei werden die Deformationen und Bewegungen von Objekten analysiert. Die Methode basiert auf der Analyse von Bildern des Objekts vor und nach einer Belastung, um Verschiebungen und Verformungen zu quantifizieren.
Die ZwickRoell Lösung
LTM 1 bis LTM 10, bis 0.4 Prozent vom Fmax nach DAkkS kalibriert
Mit der Möglichkeit, Maschinen ab 0.4 Prozent der maximalen Last zu kalibrieren, kann die RMS mit der elektro-dynamischen Prüfmaschine LTM 1 auch sehr kleine Proben reproduzierbar und genau prüfen. Der elektrische Antrieb sorgt dabei für einen geringen Wartungsbedarf und ein einfaches Handling durch die Anwender. Die Möglichkeit, DIC-Geräte über den digitalen Input/Output Kanal anzuschließen und die Signale zur Bilderzeugung über die Programmierung des Ablaufplans in der Prüfsoftware testXpert Research zu steuern, ermöglicht es, die Deformation von geprüften Proben optisch zu verfolgen. Dabei sind die Veränderungen in der Bewegung an allen beliebigen, mit den Kameras des DIC-Gerätes erreichbaren Stellen, erkennbar.
Somit ist es nicht nur möglich nach dem Bruch etwa mithilfe eines REM (Rasterelektronenmikroskop) Aussagen über die Bruchentstehung und -ursache zu treffen, sondern es können auch Aussagen über das genaue Verhalten der Probe während des Versagens getroffen werden. Die Belastungen an großen Implantaten wie dem Knie oder der Hüfte, können mit der LTM 10 ebenfalls abgedeckt werden. So lassen sich die verschiedensten Anforderungen an die Prüfungen aus der Medizintechnik, von kleinen Osteosyntheseplatten über Dentalimplantate bis hin zu Hüftschäften, mit Maschinen von ZwickRoell realisieren.
„Durch die neuen LTM-Prüfmaschinen von ZwickRoell können wir Standard-Tests nicht nur effizienter durchführen, sondern haben auch neue Möglichkeiten in der Forschung und Entwicklung medizintechnischer Produkte."
Stefan Röthlisberger, RMS-Verantwortlicher statische und dynamische Prüfung
Das Ergebnis
Ob Standard-Test oder forschungsnah - breite Anwendungsmöglichkeit
Dank der Prüfmaschinen von ZwickRoell ist es möglich, Standardprüfungen wirtschaftlicher umzusetzen und auch neue Projekte in der Forschung und Entwicklung, u.a. von Medizinalprodukten, voranzutreiben. Das Ziel dieses Forschungsprojektes war es, zwei verschiedene Frakturversorgungsstrategien in der dynamischen Belastung zu vergleichen. So ist es möglich, an beliebig vielen Stellen Punktabstände zu verfolgen und das Verhalten hinsichtlich mechanischer Ermüdung zu simulieren und gleichzeitig geometrische Daten darüber zu erhalten. Mithilfe dieser Daten lässt sich beurteilen, welche Versorgung biomechanisch zu besseren Ergebnissen führt.
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