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Einleitung: Die Berechnung der Schwingungen der Gehörknöchelchen wird genauer bei Berücksichtigung ihrer Deformation. Verschiedene Messverfahren für mechanische Materialkennwerte des Knochens betreffen jeweils eine bestimmte Strukturebene. In Ergänzung zu früher durchgeführten Messungen mit der Ultraschallmikroskopie und der Nanoindentation wird hier über die Anwendung der Mikroindentation berichtet. Die strukturelle Dimension betrifft Teile von Osteonen mit der Integration über viele Lamellen in vorwiegend axialer bzw. tangentialer Orientierung und Bereiche von lichtmikroskopisch identifizierbarem Strähnenknochen.

Methode: An 8 in PMMA eingebetteten, geschnittenen und polierten Gehörknöchelchenpräparaten wurden instrumentierte Härteprüfungen mit dem Gerät der Fa. Fischer (Fischerscope HV100XYp, Vickers - Indenter) durchgeführt. Es wurden sowohl einzelne Indentationen an ausgewählten Positionen als auch Serien von äquidistanten Eindrücken auf einer Linie durchgeführt, womit ein Härteverlauf darstellbar wird (Maximalkraft 1 N, typische Werte für Eindrucktiefe 7 µm und Diagonale 40 µm).

Ergebnisse: Der Eindringmodul EIT/(1-vs^2) wurde zu 16 GPa ermittelt. Die Standardabweichungen der Messreihen der lichtoptisch definierten ROI (regions of interest) liegen zwischen 7 und 15 %. Bezüglich der Härtemessungen erwiesen sich axial indentierte Lamellen (Martens-Härte HM 496 MPa und Vickers-Härte HV 68 MPa) signifikant (p<5%) weicher als Strähnenknochen ohne Lamellenstruktur (HM 593 MPa und HV 84 MPa).

Schlussfolgerungen: Mit der Mikroindentation lässt sich die Heterogenität des Knochens nachweisen. Die geringe Streuung rechtfertigt bei Berechnungen in erster Näherung die Benutzung von Mittelwerten der mechanischen Materialkenngrößen.