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Verhalten von Wirbelsäulensegmenten bei dynamischer Belastung


Zur Prävention von berufsbedingten Rückenbeschwerden ist eine zuverlässige Abschätzung des Gesundheitsrisikos, hervorgerufen durch typische Belastungen am Arbeitsplatz, notwendig. Dabei sind besonders die Auswirkungen von mechanischen Beanspruchungen bei Ganzkörperschwingungen und wiederholten Stößen im Zusammenhang mit der Belastbarkeit der Wirbelsäule von Bedeutung.

In Bezug auf das dynamische Verhalten der Wirbelsäule bieten Analysen mit FE-Methoden gute Möglichkeiten für ausführliche und individualisierte Untersuchungen. Voraussetzung hierfür ist eine möglichst umfassende Datengrundlage zur Validierung der Modelle. Zusammen mit Erkenntnissen zur Dauerfestigkeit von Wirbelsäulenpräparaten können dann Abschätzungen der zulässigen Belastungen getroffen werden.

Um die Datenlage sowohl bezüglich des dynamischen Verhaltens, als auch in Bezug auf die Dauerfestigkeit von Präparaten der Wirbelsäule zu verbessern, wurden in-vitro Untersuchungen an 32 Präparaten von jungen Spendern durchgeführt. Die mechanischen Versuche fanden unter axialer Kompression und Schub statt. Bei unterschiedlichen Lastniveaus und Lastkombinationen wurden quasistatische und zyklische dynamische Versuche durchgeführt. Die dynamischen Versuche erfolgten in einem Frequenzbereich von 1 Hz bis 12 Hz. Anschließend wurden Dauerbelastungen mit 5 Hz, 100.000 Zyklen bei verschiedenen Lastniveaus durchgeführt. Zusätzlich zu den gemessenen Kräften und Verformungen ermöglichten Messungen des Bandscheibendrucks den Bezug zu existierenden Messungen des Bandscheibendrucks in-vivo. Individuelle Merkmale der Präparate stehen anhand von Geometrieinformationen basierend auf CT Daten zur Verfügung

Auffallende Einzelergebnisse der Untersuchungen waren der nahezu lineare Zusammenhang zwischen dem Bandscheibendruck und der äußeren Kraft, die geringe Frequenzabhängigkeit der Präparate und die hohe Dauerfestigkeit der Wirbelsäulensegmente. Dies kann auf das außergewöhnlich junge Spendergut zurückgeführt werden. All dies zusammen ergibt eine ausführliche Grundlage für auf diese Studie aufbauende FE-Analysen.

 
G. Huber, H. Paetzold, K. Püschel, M. M. Morlock:
Verhalten von Wirbelsäulensegmenten bei dynamischer Belastung. 
1. Auflage. Bremerhaven: Wirtschaftsverlag NW Verlag für neue Wissenschaft GmbH 2005. 
(Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin: Forschungsbericht, Fb 1062)
ISBN: 3-86509-402-3, 160 Seiten, Papier
Link zum Volltext (PDF-Datei, 5 MB)



Signaturen der BAuA-Bibliothek:
B424/FU100/18; DM19/FU100/18; D122/FU100/18

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