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Das Wasserabrasivstrahl - Verfahren. Experimentelle Grundlagenuntersuchungen zur Realisation eines athermischen non-contact Osteotomieverfahrens
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Published: | November 11, 2003 |
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Fragestellung
Wasserabrasivstrahlverfahren erlauben die Durchführung frei definierter athermischer hochpräziser Osteotomien. Ziel der Studie war die Festlegung optimaler Prozessparameter
Methoden
Die Grundlagen für Osteotomien mit WAIS werden für einen vorgegebenen Bereich von Schneidparametern experimentell untersucht. Dabei wurden Osteotomien an humanem Femura mit unterschiedlichen kristallinen Abrasivmitteln, Drücken und Abrasivmittelmassenströmen durchgeführt. Die Schnittflächenrauhigkeit wurde laseroptisch ermittelt. Um zellphysiologische Interaktionen des Wasser-Abrasiv-Gemisches mit Osteozyten auszuschließen wurde ein Zellkultursystem (BHK-21) etabliert. Die Zellsuspensionen wurde mit unterschiedlichen Konzentrationen des Gemisches über variable Zeitabschnitte inkubiert. Der Apoptose Nachweis erfolgte durch Phosphatidlyserin-Markierung und mittels Propidium-Färbung.
Ergebnisse
Durch den Einsatz biokompatibler Abrasivmittel konnte der zur Femurosteotomie benötigte Druck gegenüber dem reinen Wasserstrahl um 40% auf 80MPa verringert werden. Die Rauhigkeit RA an den Schnittflächen der thermisch nicht beeinflussten Kortikalis und Spongiosa lagen mit 15µm weit unter den Referenzwerten mit der oszillierenden Säge. Bei den zellphyiologischen Untersuchungen konnten keine direkt toxischen Effekte der verwendeten Abrasivstoffe nachgewiesen werden
Schlussfolgerungen
Mit dem WAIS kann eine hohe Schnittpräzision ohne Schädigung der ossären Randzonen realisiert werden. Geringe Prozesskräfte erlauben die Anwendung an autom. Handhabungssystemen