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TU Berlin

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Adaptive Gelenkstabilisierung des oberen Sprunggelenks mit dilatanten Fluiden

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Dieses Projekt wird im Rahmen des Förderprogramms KMU-innovativ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.    

Förderkennzeichen: KFZ 13GW0104B

Ansprechpartner: M. Sc. Timo Stumper

Zeitraum: 01.05.2016 – 31.10.2018

Projektbeschreibung

In Deutschland erleiden ca. 3. Mio. Menschen pro Jahr eine Distorsion des oberen Sprunggelenks, bei dem es zu einer Überdehnung oder gar zu einem Riss der inneren oder äußeren Seitenbänder kommt. Die Distorsion des Sprunggelenks gilt als häufigste Sportverletzung und weist darüber hinaus hohe Rezidivraten auf. In bis zu 40 % der Fälle führt eine derartige Verletzung sogar zu einem chronisch instabilen Sprunggelenk mit erheblichen Folgeschäden und Einschränkungen für den Betroffenen. Bislang sind jedoch keine endnutzerfreundlichen Lösungen vorhanden, um derartige Verletzungen proaktiv zu verhindern oder eine bestmögliche Therapie zu ermöglichen. Stattdessen bieten aktuelle Produkte entweder eine hohe Schutzwirkung, lassen jedoch die gewünschte Beweglichkeit vermissen (Orthesen) und werden wegen der damit verbundenen Einschränkungen nicht präventiv verwendet, oder sie ermöglichen eine hohe Beweglichkeit, bieten dann jedoch keine ausreichende Schutzwirkung (Bandagen). Im Vorhaben agilos wird daher ein auf dilatanten (scherverdickenden) Fluiden basierendes Wirkprinzip erforscht, das erstmalig die beschriebenen Anforderungen hohe Flexibilität bei zuverlässiger Schutzwirkung miteinander kombiniert. Dilatante Fluide besitzen bei hohen Geschwindigkeiten, wie sie beispielsweise beim Umknicken auftreten, eine höhere Viskosität als bei geringen. Dieser Effekt ist reversibel und wird genutzt, um die auftretenden Kräfte in Abhängigkeit der Beanspruchungsgeschwindigkeit des Bandapparats adaptiv zurückzuhalten. So bleibt die Flexibilität bei normalen Bewegungen bestehen, während im Fall einer verletzungsverursachenden Bewegung das Fluid sprunghaft verhärtet und dadurch das Gelenk gezielt unterstützt. Verletzungsverursachende Bewegungen können dadurch rechtzeitig unterbunden werden. Die Gefahr der Distorsion des oberen Sprunggelenks sollte damit in Zukunft signifikant reduziert werden.    

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