BionicWalker Entwicklung und Erforschung einer prothetischen Versorgung bei Teilfußamputationen gestartet

Eine neuartige Prothese für Menschen, denen ein Teil ihres Fußes amputiert wurde, will ein Forscherteam im Projekt “BionicWalker” entwickeln. Diese soll eine normale, dynamische und symmetrische Gangabwicklung wiederherstellen und somit Folgebeschwerden durch Gangveränderungen vermeiden. Die Patientinnen und Patienten sollen dadurch schneller in den gesellschaftlichen und beruflichen Alltag zurückkehren können. Daran arbeiten Ingenieurinnen und Ingenieure gemeinsam mit Forschenden in einem Kooperationsprojekt, an dem auch das Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der Technischen Universität Braunschweig beteiligt ist.

Erreicht wird die wesentliche Funktion des BionicWalkers durch ein spezielles Federelement aus carbonfaserverstärktem Kunststoff, das die Charakteristik der nicht mehr vorhandenen anatomischen Strukturen nachbildet. Genau wie bei einem gesunden Bewegungsapparat wird ein Teil der kinetischen Energie beim Auftreten während des Gehens als potenzielle Energie in dem Federelement gespeichert. Beim erneuten Abheben des Fußes unterstützt die komprimierte Feder die Patientin oder den Patienten und verringert so den erforderlichen Kraftaufwand.

Ausgehend von einer ganganalytischen Ermittlung der medizinischen Anforderungen findet innerhalb des Kooperationsprojekts die komplette Entwicklung, Fertigung und Zusammenführung aller Komponenten zu einem Demonstrator statt. Dessen Funktionsfähigkeit und Wirkung wird über Versuche in einer Prüfmaschine, mit einem Industrieroboter sowie realitätsnahe Versuche im Ganglabor nachgewiesen. Bereits jetzt ist ein Patent für das Produkt in Beantragung.

Hauptaufgabe des Instituts für Flugzeugbau und Leichtbau (IFL) der TU Braunschweig im Rahmen des Projektes ist es, ein Berechnungsmodell des Faserverbundfederelements zu erstellen und zu validieren. Zudem ist das IFL in die Ermittlung der Kräfte und Momente während der Nutzung und Gestaltung des Federelements sowie dessen Anbindung in das Produkt eingebunden. So wird sichergestellt, dass das Federelement den Anforderungen des menschlichen Ganges entspricht und der dynamischen Belastung standhält.

Projektdaten:

Um die interdisziplinären Herausforderungen in dem Projekt zu meistern, sind neben der REHA OT – Lüneburg Melchior & Fittkau GmbH als Industriepartner die Zeisberg Carbon GmbH aus Hannover und die OK Gummiwerk Otto Körting GmbH aus Hameln an diesem Projekt beteiligt. Als Forschungspartner bringen neben dem Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der TU Braunschweig auch das Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der TU Clausthal ihre Expertise ein. Beide Institute sind Teil der im Forschungszentrum CFK Nord in Stade ansässigen Niedersächsischen Forschungskooperation zur Hochleistungsproduktion von CFK-Strukturen (HP CFK). Auch das Institut für Orthopädische Bewegungsdiagnostik (OrthoGO) der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) ist Partner im Kooperationsprojekt. Das Konsortium wird administrativ unterstützt durch die Wirtschaftsförderungs-GmbH für Stadt und Landkreis Lüneburg (WLG).

Die Leitung des Projekts übernimmt die REHA – OT Lüneburg Melchior & Fittkau GmbH. Gestartet ist das Projekt am 1. August 2021 im Rahmen eines vom zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderten zweijährigen Kooperationsprojekts.