Third party funded individual grant
Start date : 01.10.2021
End date : 30.09.2024
Sprunggelenksorthesen werden als häufigstes Rehabilitationsgerät zur Behandlung pathophysiologischer Gangmuster, wie dem Foot-Drop-Syndrom, verwendet. Hierfür werden bevorzugt passive Orthesen genutzt, die eine Stütz- bzw. Stabilisierungsfunktion oder sogar die Unterstützung einer Gelenk-Drehrichtung mit Feder-Dämpfer-Systemen ermöglichen. Bei einer weitreichenden Parese bzw. Paralyse der Unterschenkelmuskulatur können zur Wiederherstellung des gesunden Ganges aktive Orthesen eingesetzt werden, die mit entsprechenden Aktoren die Unterstützung beider Gelenk-Drehrichtungen ermöglichen. Der Einsatz aktiver Orthesen wird jedoch von vielen Problemen begleitet, wie deren hohes Gewicht, der wenig integralen Bauweise sowie der komplexen Ansteuerung und Energieversorgung der Aktoren. Aus diesem Grund soll im Rahmen des Forschungsvorhabens eine Methodik erarbeitet werden, mit der sich die Auslegung passiver Sprunggelenksorthesen zur Unterstützung beider Gelenk-Drehrichtungen realisieren lassen. Dazu soll die Orthese mit geeigneten faserverstärkten Kunststoff (FVK) Leichtbaustrukturen versehen werden, die bei elastischer Deformation jene Strukturantwort aufweisen, die der benötigten Unterstützung des pathophysiologischen Ganges entspricht. Kernziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Methodik, die es ermöglicht die Strukturen so auszulegen, dass deren Strukturantwort in Symbiose mit dem Gangverhalten des Patienten steht und dadurch eine bestmögliche Behandlung bzw. Kompensation dessen Erkrankung ermöglicht. Dazu soll eine Kopplung zwischen einem FE-Modell zur Strukturoptimierung und einem muskuloskelettalen Menschmodell zur Abbildung des physiologischen und pathophysiologischen Ganges erfolgen. Der mit Hilfe der entwickelten Methodik optimierte Orthesenentwurf soll schließlich prototypisch gefertigt und anhand eines geeigneten Prüfaufbaus evaluiert werden. Diese Funktions- und Sicherheitsprüfung ist die Voraussetzung für eine Testung der Orthese im Praxisversuch in Verbindung mit Patienten.