< Terug naar vorige pagina

Project

Produceren van op maat gemaakte medische implantaten met een evoluerende stijfheid

Wereldwijd komen er miljoenen botbreuken voor waarvan een significant deel operatief behandeld wordt. Ondanks de vooruitgang in zowel biomechanica als productietechnieken zijn de fixatieplaten en schroeven voor deze operaties nauwelijks veranderd sinds de jaren zestig. Het gebruik van deze fixatiemiddelen creëert vaak zeer stijve verbindingen die kunnen leiden tot minder optimale genezing. Daarbovenop worden patiënten met verschillende morfologie van de fractuur, verschillende spiercapaciteit en met verschillende dagdagelijkse activiteiten behandeld met dezelfde algemene implantaten met gelijke stijfheid. Idealiter zouden de platen echter aangepast worden aan de noden van elke specifieke patiënt doorheen het genezingsproces. Implantaten met gecontroleerde stijfheid doorheen de tijd (via biologisch resorptie) en over de ruimte (via topologische optimalisering) kunnen gebruikt worden om de nadelen van de huidige implantaten te remediëren.  In de onderzoeksgroep Flexibele Plaatbewerking van het departement Werktuigkunde van de KU Leuven zijn processen en procedures ontwikkeld voor het maken van dunne-plaat-implantaten, door gebruik te maken van Incrementeel Omvormen (Incremental Sheet Forming:ISF). De implantaten worden op maat gemaakt en geoptimaliseerd zodat ze geometrisch geschikt zijn voor de individuele patiënt. Het ultieme doel van dit doctoraat is het vervaardigen van een biocompatibel en biodegradeerbaar implantaat dat de vereiste stijfheid kan verzekeren voor de genezing van de fractuur. Het produceren van biomechanisch geoptimaliseerde fixatieplaten door middel van ISF met biocompatibele materialen in variabele diktes doorheen het implantaat is het vertrekpunt voor het optimaliseren van implantaat-eigenschappen. Daarnaast zal de combinatie van ISF met additive manufacturing (AM) worden onderzocht om de stijfheid van dergelijke implantaten te beïnvloeden als functie van de tijd. Door gebruik van de vereiste stijfheid in ruimte en tijd als input, zullen combinaties van relevante materialen en variabele dikte, volgens de voorziene biomechanisch geoptimaliseerde ontwerpen, bestudeerd worden. Het monitoren van de initiële en tijdsafhankelijke stijfheid door middel van mechanische belasting en het analyseren van de resorptiesnelheid zal toelaten om de verschillende vervaardigingsmethodes en de implantaatontwerpen te valideren. Dit biedt de mogelijkheid om controlevariabelen te vinden die vereist zijn voor het afstellen van de resorptiesnelheid voor de beoogde implantaten.

Datum:9 dec 2022 →  Heden
Trefwoorden:Incremental forming, Manufacturing
Disciplines:Productietechnieken niet elders geclassificeerd
Project type:PhD project