Bionik und Medizintechnik

Die Gruppe »Bionik und Medizintechnik« besteht aus Ingenieuren und Wissenschaftlern der Bereiche technische Biologie, Elektrotechnik, Maschinenbau und Mechatronik.

In der Bionik dienen sowohl Tiere, Pflanzen als auch der Mensch selbst als Modell zur Entwicklung von Produkten,  chirurgischen Instrumenten oder Körper-Ersatzteilen wie beispielweise Implantate und Prothesen. Modelle von Tieren wurden genau betrachtet und dessen effiziente Prinzipien in neuartige Konzepte überführt und getestet. Derzeit sind geschätzte 1,25 Millionen lebende und 130.000 ausgestorbene Tierarten bekannt. Hände, Füße und Mundwerkzeuge sind Effektoren, mit denen sie schneiden, stechen, saugen oder greifen können. Diese Funktionen müssen auch chirurgische Instrumente erfüllen.

Ebenso achten wir darauf, dass die Formgebung von bionisch inspirierten chirurgischen Instrumenten, Prothesen oder Orthesen ein ästhetisch-bionisches Aussehen erhält. An dieser Stelle ist »form follows function« von großer Wichtigkeit. Das heißt, dass Form und gegebenenfalls Farbe in ihrer Funktion begründbar und sinnvoll sein müssen – vor allem aus Sicht der Ergonomie, Gewichtsreduktion und Usability.

Ein paar Beispiele unserer bionischen Entwicklungen:

• Der Sirex Bohrer, nach dem Vorbild der Holzwespe
  In der Medizin wie bspw. bei Hüft- und Zahnimplantaten oder auch überall da, wo Dübel festsitzen sollen, ermöglichen eckige Löcher ein verdreh sicheres Verankern. Inspiriert von der Bohrtechnik der Holzwespe, mit ihren aneinander gleitenden Bohrlanzen - das Pendelhubverfahren - ermöglicht der bionische Bohrer Sirex beliebige Loch-Geometrien zu bohren – sowohl gerade als auch gebogen. Beispielsweise kann ein Oberschenkelknochen exakt ausgehöhlt werden, sodass der Schaft eines künstlichen Hüftgelenks passgenau implantiert werden kann.
   

• Der Leichtbau Roadster nach dem Vorbild eines Fischsaurier Schädels
  Der Schädel des Simosaurus – ein Fischsaurier der 165 Millionen Jahre auf der  Erde lebte, dient als Vorbild für einen extrem stabilen Leichtbau Roadster. Der Vorteil des sportliche Zweisitzers ist seine Sicherheit: bei einem frontalen Aufprall wird die Energie über die gesamte Struktur verteilt aufgenommen wodurch der Insasse geschützt bleibt. Dabei wiegt das gesamte Fahrzeug nur 500kg und besteht aus 1mm dickem Aluminiumhülle außen rum.
   

• Neue Therapie der chronisch venösen Insuffizienz (CVI), nach dem Vorbild der dreisegelige Herzklappe
  Für eine neue Therapie der chronisch venösen Insuffizienz wurde eine Technologie entwickelt, um Venenklappen der Beinvene strömungsoptimiert und ohne Neigung zur Thrombosebildung aus einem Polymer nachzubilden. Als Vorbild für die Form dienten hierbei die dreisegelige Herzklappe und Oberflächenstruktur der Gefäßwände sowie die Gradientenmaterialausbildung – ein universelles Prinzip der Natur zur Reduzierung von Scherstress.
   

• Die Knochenstanze nach Vorbild des Schluckmechanismus einer Schlange
  Die Knochenstanze wurde von uns nach Vorbild des Schluckmechanismus einer Schlange entwickelt. Ausgestattet mit Zähnen und einem Reservoir kann die Knochenstanze Gewebeteile abschneiden, transportieren und aufbewahren. Der Schneidemechanismus gleicht dem des Reißzahns von Fleischfressern. Das brachte einen um bis zu 50 Prozent reduzierten Kraftaufwand beim Schneiden.