Biokompatibiltät

Question 1

Erläutern Sie den grundsätzlichen Knochenaufbau.

Answer 1

• 70 Gew.% anorganisch, Hydroxilapatit Kristalle
• Außen Kompakta, innen Spongiosa

Question 2

Nennen Sie die wichtigste Grundsubstanz des Knochens!

Answer 2

Hydroxidapatit

Question 3

Ist dieser Stoff als Ersatzmaterial künstlich herstellbar?

Answer 3

Ja (Fällung: Zugabe von Ammoniumphosphat in Calciumnitratlösung)

Question 4

Ist dieser Werkstoff funktionell ein gleichwertiger Ersatz für vitalen Knochen?

Answer 4

• Mechanisch übertrifft HA die Werte von Knochen
• HA ist avaskulär, d.h. kein Zellwachstum möglich
• Kein Remodeling (ausheilen von Rissen) möglich
• Keine Blutbildung möglich
• Kein Speichern von anderen Stoffen möglich

Question 5

Was bedeutet bone modelling?

Answer 5

Anpassen der Knochenform an äußere Belastung

Question 6

Was bedeutet bone remodelling?

Answer 6

• Knochenumbau ohne Formänderung
• Rate etwa 5%/Jahr in Kompakte
• Rate etwa 25% / Jahr in Spongiosa
• Variiert je nach Knochen
• Stark erhöht nach Trauma

Question 7

Welche Maßnahmen der Frakturbehandlung kennen Sie?

Answer 7

Reposition

Retention (Ruhigstellung)

• Gefahr Pseudoarthrose
• Geringe Belastung vorteilhaft
• Muskelschwund
• Höhere Steifigkeit

Osteosynthese (Implantat)

Knochenplatte

Marknagel

Question 8

Gelenke: Nennen Sie typische Gelenkformen und deren Grundfunktion mit je einem Beispiel!

Answer 8

Scharniergelenk (1DOF) – Ellenbogengelenk

Sattelgelenk (2DOF) – Daumengelenk

Kugelgelenk (3DOF) – Hüftgelenk

Question 9

Nennen Sie zwei Beispiele für künstliche Gelenkmaterialpaarungen und Näherungswerte für deren typischen Reibbeiwerte im Vergleich zum natürlichen Gelenk!

Answer 9

CoCr/ PE (UHNWPE) – 0,08 mit Serum Schmierung

Al2O3 / Al2O3 – 0,1 – 0,05 mit Ringerlösung Schmierung

Stahl / PE (UHMWPE) – 0,1

Knorpel / Knorpel (natürliches Gelenk) – 0,002 (Synovia) oder 0,01 – 0,005 (Ringerlsg)

Question 10

Nennen Sie die vier wichtigsten Funktionen von Sehnen und Bändern und hiermit verbundene Anforderungen!

Answer 10

Funktion:

• Kraftübertragung
• Kraftumleitung
• Stabilisierung des Gelenks
• Energiespeicher

Anforderungen:

• Hohe Zugfestigkeit
• Biegsamkeit

Question 11

Wie verhalten sich die wichtigsten mechanischen Eigenschaften von diesem Material (Dichte, Elastizität, Druckfestigkeit, Zug- und Biegefestigkeit) im Vergleich zum vitalen Knochen?

Überlegen in allen Eigenschaften

Answer 11

Überlegen in allen Eigenschaften

Tabelle Einfügen

Question 12

Nennen Sie die beiden Blut-Kreislaufteilsysteme und erläutern Sie die wichtigsten Funktionen!

Answer 12

Lungenkreislauf:

• Niederdrucksystem
• Sauerstoffanreicherung des Blutes
• Kohlendioxidausscheidung

Körperkreislauf

• Hochdrucksystem
• Stoffver- und -entsorung der Zellen
  
  • Sauerstoff
  • Kohendioxid
  • Weitere Stoffwechselsubstrate und Produkte
• Transport von Hormonen
• Regulation der Körpertemperatur

Question 13

Erläutern Sie den Aufbau des Herzens und erklären Sie Aufbau und Funktion der Herzklappen!

Answer 13

Aufbau der Klappen:

• Taschenklappen
• Segelklappen

Funktion der Klappen:

• Regulation des Blutflusses im Herz (Verhindern Rückstrom)
• Passives Öffnen/ Schließen durch Herzmuskelkontraktion

Question 14

Welche Rolle spielen Muskeln und Elastin in den Blutgefäßen?

Answer 14

Ermöglichen die Anpassung des Gefäßdurchmessers an den erforderlichen Volumenstrom

Question 15

Ist der gemeinsame Querschnitt für die Blutströmung im Bereich der Kapillaren kleiner oder größer als im Bereich der großen Gefäße des zentralen Kreislaufsystems? Was wird hierdurch erreicht – warum ist das wichtig?

Answer 15

Querschnitt im Bereich der Kapillaren deutlich größer àgeringere Strömungsgeschwindigkeit àmehr Zeit für Stoffaustausch

Question 16

Warum ist eine Verringerung des Querschnitts in Arterien besonders kritisch (zwei Effekte)? Welche interventionell-therapeutische Gegenmaßnahme kennen Sie?

Answer 16

Ablagerung von Plaque

• Zwei Effekte
  
  • Spannung erhöht sich
    
    • Plaque löst sich
    • Blockiert Arterie
  • Arterie verengt sich
    
    • Strömungsgeschwindigkeit erhöht
    • Druck verringert (Bernoulli)
    • Verformung oder Kollaps

Behandlung durch Stents (superelastisch)

Question 17

Wie hoch ist der zelluläre Volumenanteil des Blutes? Nennen Sie die wichtigsten Bestandteile des Blutes sowie deren Funktion.

Answer 17

49,5% Wasser – Lösungsmittel

1,09 % Fett, Zucker, Kochsalz – Stoffe des Metabolismus: Nähr und Botenstoffe, Abbauprodukte

4,4 % Eiweiß/Proteine – Stoffe des Metabolismus: Nähr und Botenstoffe, Abbauprodukte

42,8 % rote Blutkörperchen – Sauerstoff und C02 Transport

0,07% weiße Blutkörperchen – Immunabwehr

2,14 % Blutplättchen (Thrombozyten) - Blutgerinngung