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Das Schwingungsverhalten der menschlichen Stimmlippen wird von den Materialeigenschaften der einzelnen Gewebsschichten, Epithel, Lig. vocale und M. vocalis bestimmt. Für die Entwicklung von Ersatzgewebe für die Stimmlippe ist es essentiell, das Zusammenspiel dieser drei Schichten nachzuempfinden und ihr Schwingungsverhalten zu verstehen. Voraussetzung hierfür ist die Kenntnis lokaler Gewebeeigenschaften und deren Anordnung auf der Stimmlippe. In einem ersten Schritt vermessen wir in statischen Zugversuchen die lokalen Elastizitätseigenschaften des Epithels.

Fünf humane Kehlköpfe wurden halbiert und auf die freigelegte Stimmlippe mit 9.0 Ethilon-Fäden Positionsmarker genäht. Mittels Gewichten lassen sich lokal Kräfte auf das Epithel ausüben. Die dabei auftretenden Deformationen werden über die Positionsveränderungen der Marker quantifiziert. Dazu werden die Marker mit zwei Digitalkameras aus 2 Perspektiven detektiert und aus den Bildern eine 3-D-Ansicht der Stimmlippenoberfläche rekonstruiert. In der vorliegenden Versuchsreihe wurden die Deformationen bei lateralem so wie vertikalem Zug untersucht.

Es wurden Auslenkungen von bis zu 8 mm bei Gewichten von 100 g beobachtet. Bis 20 g weisen die Stimmlippen ein lineares Deformationsverhalten auf. Bei höheren Kräften folgt ein nichtlinearer Verhalten, welches letztlich in eine Sättigung übergeht. Die Steifigkeit des Epithels nimmt von posterior nach anterior zu.

Die Epithelschicht der Stimmlippen weist lokal variierende Steifigkeiten auf. Für Gewebeersatz bedeutet dies eine notwendige Synthese aus geeigneten Materialien, welche die lokalen Eigenschaften der menschlichen Stimmlippen nachahmen. Weitere Versuchsreihen werden das Verhalten des Muskels bzw. des Ligaments berücksichtigten.

Unterstützt durch: DFG FOR894/1 Strömungsphysikalische Grundlagen der menschlichen Stimme