Finite-Element Methode [FEM]

Mit Hilfe der Finiten Elemente Methode können rasch und ohne die Anfertigung von Prototypen komplexe Bauteile und Strukturen, welche den verschiedensten Belastungen ausgesetzt sind, analysiert werden. Ein virtuelles Modell der zu untersuchenden Prothese oder Implantat mit dem sie umgebenden Hartgewebe und Muskulatur wird generiert und die Beanspruchung im Computer nachgebildet.
Das Ergebnis solcher Berechnungen sind Aussagen über die Werkstoffbeanspruchung und die auftretenden Verformungen. Der Entwickler von Implantaten und Prothesen ist daher bereits im Entwicklungsvorfeld in der Lage, die physikalischen Zusammenhänge zu verstehen und Beanspruchungsgrenzen zu erkennen. Mit FEM-Modellen soll die zeitliche Integration der Prothese oder des Implantates beginnend mit der Einheilphase und der Belastungsphase simuliert werden.
Optimierungen lassen sich ohne Herstellen von realen Prototypen und anschließendem zeitaufwendigen Testung im mechanischen Labor durchführen.
Ziel ist eine auf den jeweiligen Patienten spezifizierte virtuelle Modellerstellung durch CT-Daten zu ermöglichen. Anhand dieses patientenspezifischen Modells kann dann die optimale Prothese entwickelt werden, deren Form und Materialeigenschaften das Optimum darstellt. Auf Grund der Daten dieses individuellen Modells sollten dann die Prothese oder das Implantat via cad/cam Verfahren hergestellt werden.

Die CT-Daten der einzelnen Patienten werden mit dem Programm Mimics (Materialise, Belgien) segmentiert 3D-Modelle erstellt und eine FE- Gitterstruktur-Modell generiert. In diese FE-Modelle kann dann das Implantat virtuell in der gewünschten Lage eingebracht werden und mit einem FE-Analyseprogramm die Spannungsveränderungen im Knochen und Implantat untersucht werden.

Histomorphologische Untersuchung von Hartgewebsschnitten

Anhand von unentkalkten Hartgewebsschnitten mit den in situ befindlichen metallenen Implantaten soll das Einheilverhalten von Implantaten überprüft und mit den FEM-Studien verifiziert werden. Die Schnitte und Schliffe werden einerseits mikroradiographisch und lichtmikroskopisch untersucht und ausgewertet. Ebenso kann eine histomorphometrische Auswertung erfolgen.

• Peter Schuller-Götzburg, Karl Entacher, Alexander Petutschnigg, Michael Eichriedler, Rosemarie Forstner und Herbert Resch, Entwicklung von 3D-FE Modellen zur Simulation und Optimierung von Implantaten. BIOmaterialien 2006; 7(4), 263-270.
  
  
• Schuller-Götzburg, P., Suchanek. Odontologists successfully identify Tsunami victims in Phuket, Thailand. Forensic Science International (in press) 2006.
  
  
• Schuller-Götzburg, P., Eichriedler, M., Entacher, K., Petutschnigg, A., Forstner, R., Resch, H. Development of CT /MRI-based 3D models for implant simulation and optimization. (Abstract) J Biomech, 39, Supp1 424, 2006.
  
  
• Schuller-Götzburg, P., Suchanek, J., Gugler, J. Identifizierung der Tsunamiopfer im Thai Tsunami Victim Identification-Information Management Center (TTVI-IMC) in Phuket, Thailand. Z Stomatol, 102, 4 109-113, 2005.
  
  
• Schuller-Götzburg, P., Entacher, K., Petutschnigg, A., Resch, H. Erstellung von CT/MRI basierenden patientenbezogenen 3D-FE Modellen zur Berechnung von Implantaten. Creation of CT/MRI based 3D-FE models for implant simulation and optimizing. (Abstract). Biomaterialien, 6, 2 129, 2005.
  
  
• P. Schuller-Götzburg, K. Entacher, A. Petutschnigg, H. Resch (2005). Erstellung von CT / MRI basierenden patientenbezogenen 3D-FE Modellen zur Berechnung von Implantaten. Internationale Biomechanik- und Biomaterial-Tage München, 8.-9. Juli 2005.
  
  
• Schuller-Götzburg, P., Sattlegger, P., Grossschmidt, K., Schachner, P. 3D-Implantatplanung und Stereolithographie-Implantatbohrschablonen. Z Stomatol, 101, 3, 55-59, 2004.
  
  
• Schuller-Götzburg, P., Krenkel, Ch., Reiter, T.J., Plenk jr., H. Bone Computional Biomechanics and Histomorhphology around Lag Screw with and without a Biconcave Washer. J Biomech, 32, 511-52, 1999.
  
  
• Enislidis, G., Pichorner, S., Schuller-Götzburg, P. Die Osteosynthese von Kieferwinkelfrakturen mit einer solitären Zugschraube nach Krenkel - Indikationen, Technik und klinische Resultate. Z Stomatol, 94, 83-90, 1997.
  
  
• Schuller-Götzburg, P. Die funktionsdynamische Unterkieferrekonstruktion. Biomechanische- und Histologische Untersuchungen. MD-Theses, Medical Faculty University of Vienna. 1995.
  
  
• Schuller-Götzburg, P., Krenkel, Ch., Falkensammer, G., Plenk jr., H. The Caudal Mandibular Reconstruction Plate: a Radiographic and Histologic Study of an Autopsy Specimen. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 30, 174-179, 1992.