Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Biomechanische Langzeit- und Digital Image Correlation (DIC)-Versuche zur Erfassung der Oberflächendehnung von Knochen stehen vor der Herausforderung des Feuchtigkeitsverlust im Zeitverlauf. Durch die Verdunstung von Feuchtigkeit an der Knochenoberfläche verändern sich die Eigenschaften des Knochens. Befeuchtung als auch der Feuchtigkeitsaustritt beeinflussen die optischen Eigenschaften der Oberfläche und führen zu einer Verfälschung der Dehnungsmessungen durch Änderungen im aufgebrachten Specklemuster.
Inwiefern kann eine Flüssiggummibeschichtung die Austrocknung der Knochenoberfläche in Langzeitversuchen verhindern und dabei die mechanischen Eigenschaften des Knochens bewahren sowie zu präzisen Dehnungsmessungen in der DIC führen?
Porzine Femora (n=6) wurden mit Laborwaage sowie eines 4-Punkt-Biegeversuch analysiert. Vor und nach einer 21-stündigen Exposition bei Raumluft (22°, 55% rel. Feuchtigkeit) wurden gummibeschichtete (raidhp) und unbeschichtete Proben gewogen und der E-Modul erfasst. Zusätzlich wurden die Hauptformänderungen mittels DIC-Messung (Aramis 6M) bei 500, 1000, 1500 und 2000 µϵ verglichen.
Der prozentuale Gewichtsverlust, der unbeschichtet Proben, war mit 7,9 ± 0,4 % fast dreimal so groß wie bei gummibeschichteten Proben (p < 0,000). Der E-Modul der unbeschichteten Proben erhöhte sich nach 21 h um im Schnitt 21% vom Ausgangswert (p = 0,0023). Bei den gummibeschichteten Proben war der Unterschied kleiner als 5% (p = 0,74). Die DIC-Messung ergab Unterschiede von 3 ± 8 % (2000 µϵ) bis 7 ± 28 % (500 µϵ) zwischen acryl- und gummibeschichteten Proben.
Eine auf Knochen aufgesprühte Flüssiggummibeschichtung erhält in Langzeitversuchen die mechanischen Eigenschaften und ermöglicht präzise und zeitstabile DIC-Messungen. Zudem wurde eine Reduzierung der Geruchsbelastung festgestellt. Die Anwendbarkeit in Langzeitversuchen am menschlichen Knochen erfordert weiterführende Untersuchungen.