Erscheinung, bei der ein Implantat, das weit steifer als Knochen ist, den größten Teil der Last trägt, sodass der mechanische Reiz auf den umgebenden Knochen abnimmt und der Knochen resorbiert wird und schwindet. Auch Spannungsabschirmung genannt.
Japanische Bezeichnung: 応力遮蔽
„Stress Shielding“ kommt in 5 Übungsfragen aus 1 Thema vor, darunter Biomaterialien.
Fachgebiet: Biomaterialien
Lösung: B. Das Implantat trägt den größten Teil der Last, die Spannung im umgebenden Knochen sinkt, und der Knochen wird resorbiert und dünner
Tragen Knochen und Implantat gemeinsam eine Last, dehnen sich beide nahezu gleich stark, sodass der Partner mit dem größeren Elastizitätsmodul den größten Teil der Spannung übernimmt. Der Elastizitätsmodul von kortikalem Knochen beträgt etwa 10–30 GPa, der von Co-Cr-Legierungen dagegen etwa 210 GPa und der von Ti-6Al-4V etwa 110 GPa; die Spannung im Knochen wird daher kleiner, als sie eigentlich wäre. Knochen passt das Gleichgewicht zwischen Aufbau und Resorption an die mechanischen Reize an, die er erfährt (Wolffsches Gesetz). Wo der Reiz abnimmt, wird Knochen resorbiert und dünner, was zur Lockerung des Implantats und zu Frakturen in seiner Umgebung führt. Eine übermäßige Spannung im Knochen ist die umgekehrte Situation. Die Freisetzung von Metallionen durch eine Schädigung der Passivschicht ist ein anderes Problem, etwa bei der Reibkorrosion (Fretting-Korrosion).
Umgekehrt ist auch ein Werkstoff ohne toxische Elemente für eine Anwendung ungeeignet, wenn er so steif ist, dass er Stress Shielding verursacht, wenn sein Abrieb Entzündungen auslöst oder wenn er im Kontakt mit Blut Thromben bildet.
Welche Aussage über das Konzept der Biokompatibilität von B…Das Implantat übernimmt rund 85 % der Last, die zuvor der Knochen allein trug; der Reiz auf den Knochen sinkt dadurch stark, und es kommt zu Stress Shielding.
Ein Stab aus kortikalem Knochen (Elastizitätsmodul 20 GPa) …β-Legierungen haben einen Elastizitätsmodul von etwa 55–80 GPa, niedriger als die (α+β)-Legierung Ti-6Al-4V (etwa 110 GPa) und näher am Knochen (etwa 10–30 GPa), sodass sie Stress Shielding verringern.
Was ist der Hauptgrund dafür, dass β-Titanlegierungen wie d…Offene Poren dienen zugleich als Gerüst, in das Knochen einwachsen kann, sodass poröse Metalle eine Möglichkeit sind, Stress Shielding zu verringern.
Der Elastizitätsmodul von porösem Titan mit offenen Poren w…Elastizitätsmodul (E-Modul) Passivität β-Titanlegierung Biokompatibilität Hexagonal dichteste Packung (hdP) Kubisch-raumzentriertes Gitter (krz) Biologisch abbaubares Polymer Hydroxylapatit Knochenzement Osseointegration