Medizintechnik I
Medizintechnik I bei Prof. Klaus Radermacher an RWTH Aachen im WiSe 18/19
Medizintechnik I bei Prof. Klaus Radermacher an RWTH Aachen im WiSe 18/19
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Cartes-fiches
Was ist der bedeutenste Nachteil der Gassterilsation mithilfe von Ethylenoxid?
Es gilt als unwirksam gegen Prionen
Nenne den wichtigsten Anwendungsbereich der Gassterilisation mit Ethylenoxid.
Standardverfahren für die Sterilisation von Einmalartikeln
Erläutere die Wirkungsweise der Niedrigtemperatur-Plasmasterilisation.
Im Feinvakuum von 1-10mbar wird Wasserstoffperoxid verdampft und kann so durch die Sterilverpackung diffundieren. Im Anschluss wird es bei 0,4mbar-0,7mbar durch ein elektrisches Hochfrequenzfeld zur Bildung von Wasserstoffperoxidplasma angeregt. Diese sind mikrobizide.
Welches Sterilisationsverfahren wird folgend beschrieben?
- 60°C-80°C
- Sterilisationsdauer: 1-18h
- Wird heute überwiegend nur zur Desinfektion eingesetzt
- keine Wirksamkeit gegen Prionen
Nenne mindestens zwei Vorteile der Plasmasterilisation.
- Für thermolabile Güter geeignet
- Trockener Prozess -> geringe Korrosionsgefahr
- Kurze Zykluszeiten
- keine giftigen Rückstände
Nenne mindestens zwei Nachteile der Plasmasterilisation.
- Zellulosehaltige Artikel können nicht sterilisiert werden
- Offene Kunststoffschläuche lassen sich nur begrenzt sterilisieren
Erläutere die Wirkungsweise der Strahlensterilisation.
Gamma- und Elektronenstrahlung sind in der Lage, biologische Strukturen durch Beschädigung des Genoms oder Radiaklbildung zu zerstören. Viren verlieren je nach Dosis ihre Infektiosität.
Welche Strahlungsarten kommen bei der Sterilisation mit ionisierenden Strahlen zum Einsatz?
Nenne mindestens zwei Vorteile der Strahlensterilisation.
- Für thermolabile Güter geeignet
- hohes Penetrationsvermögen
- keine Wartezeiten nach dem Prozess
- gleichzeitige Strahlenvernetzung bestimmter Kunststoffe möglich
Nenne mindestens einen Nachteil der Strahlensterilisation.
- Aufwendige Anlagentechnik
- Schädigung von Polymeren möglich
Welche Schadensmechanismen können bei der Strahlensterilisation auftreten?
- Aufbrechen von Polymerketten
- Oxidative Degeneration
Nenne die drei Einflussparameter auf das Kriterium der Benetzbarkeit.
- Chemische Zusammensetzung der äußersten Schicht
- Oberflächenrauhigkeit
- Verunreinigungen
Welche beiden Typen unterscheidet man bei der bioinduktiven Oberflächenmodifikation?
Knocheneinwuchs und Knochenanwuchs
Erläutere die Wirkungsweise chemischer Korrosion.
Ursache für die chemische Korrosion sind Auflösungsvorgänge nicht-elektronenleitender Werkstoffe in nicht-ionenleitenden Flüssigkeiten.
Welcher Art von Korrosion wird folgend beschrieben?
"Diffusionsvorgänge entlang der Korngrenzen von Metallen, die mit Flüssigkeiten in Kontakt sind."
Erläutere die elektrolytische Korrosion.
Werden zwei unterschiedlich edle Metalle durch ein wässriges Korrosionmedium miteinander vernetzt, beginnt ein Strom zu fließen. Dieser Strom bedeutet einen Materialabtrag des weniger edlen Werkstoffes.
Beschreibe die Wirkung von Korrosion auf das Körpergewebe.
Durch Korrosion wird die Oberfläche eines Werkstoffes verändert. Es drohen Funktions- und Stabilitätsverlust. Des Weiteren werden Korrosionsprodukte freigesetzt, die den ph-Wert, das Verhalten von Zellen, den Sauerstoffpartialdruck und den Zellmetabolismus verändern können.
Nenne mindestens drei Korrosionsarten.
- Lochfraßkorrosion
- Reibkorrosion
- Spannungsrißkorrosion
- Interkristalline Korrosion
- Kontaktkorrosion
Nenne mindestens vier Anforderungen an Metallwerkstoffe für chirugische Instrumente.
- Biokompatibilität
- Para-/diamagnetische Eigenschaften (MR-Kompatibilität)
- Kostengünstige Herstellung
- Sterilisierbarkeit
- Korrosionsbeständigkeit
- Verschleißfestigkeit
- Festigkeit
Nenne zwei Gegenmaßnahmen gegen Reibkorrosion.
- geeignete Reibpartner
- Geeignetes Gleitmittel
Nenne die drei grundlegenden Anforderung an Metalle als Implantatwerkstoffe.
- Mechanische Festigkeit
- Korrosionsbeständigkeit
- Biokompatibilität
Aus welchen Bestandteilen bestehen die hauptsächlich in der Medizintechnik eingesetzten rostfreien Stähle?
- 12-20% Chrom
- 12-14% Nickel
- 2-4% Molybdän
Welches Gefüge weist ein rostfreier Stahl im geschmiedeten Zustand auf?
Nenne mindestens drei klinische Anwendungen für Kobaltbasislegierungen.
- Gelenkersatz
- Knochenplatten
- künstliche Herzklappen
- Drähte
Was versteht man unter "Hipping?
Der Begriff "Hipping" stammt von der Abkürzung HIP für Heiß Isostatisch Pressen ab. Das Material wird hier bei großen Drücken und hoher Temperatur über seine Fließgrenze erwärmt und verdichtet. Dadurch werden innere Hohlräume und sonstige Inhomogenitäten geschlossen.
Was bewirkt das "Hipping"?
- höhere statische und dynamische Festigkeit
- porenfreie Oberflächen
- höhere Lebensdauer
Wann tritt eine elektrolytische Korrosion bei Verwendung von Kobaltbasislegierungen auf?
Wenn sie in Kombination mit rostfreien Stählen eingesetzt werden.
Weshalb sind Co-Cr-Ni-Legierungen problematisch?
Aufgrund des Nickelgehaltes. Er kann allergische Reaktionen bei 2-12% der Patienten auslösen.
Können bei der Verwendung von CoCr-Implantaten Ionen in Blut oder Urin gelangen?
Gegen welche Korrosionsart sind Titanlegierungen empfindlich?
Anhand welcher Kriterien wird sich für eine Zementierte oder eine Zementfreie Endoprothese entschieden?
- Alter
- Knochenqualität
- Form des (Femur-)Knochens
- Verformung des Gelenks
Welche Verbindung liegt bei einem zementfreien Implantat vor? Wie wird sie hergestellt?
Es liegt eine formschlüssige Verbindung zwischen Knochen und Impalntat vor, die durch des Einwachsen des Knochens in die Implantatstruktur entsteht.
Nenne mindestens drei Beispiele für temporäre Implantate.
- Nasennebenhöhlenstents
- Kardiovaskuläre Stents
- Knochenmarknägel
- Implantate für die Halswirbelsäulenfusion
- Osteotomieimplantate
Erläutere die Wasserstoffproblematik bei Magnesiumlegierungen.
Löst sich Magnesium in Wasser entsteht ein H2-Molekül (Wasserstoff). Dadurch können im Körper Gasblasen entstehen.
Nenne mindestens vier Herausforderungen für Resorbierbare Metall-Stents mit Medikamenten-Freisetzung.
- Degradationszeit/-rate
- Biokompatibilität der Degradationsprodukte
- Kinetik der Medikamenten-Freisetzung
- Stützfunktion
- MR-Kompatibilität
Welches Problem tritt beim Einsatz von resorbierbaren Metall-Keramik Verbundimplantaten auf?
Die großvolumige Eisenkorrosion führt zu zytotoxischen Abbauprodukten. Dies muss in der frühen Phase der Knochenbildung vermieden werden.
Nenne die beiden typischen resorbierbaren Metalle.
Was ist eine Formgedächtnislegierung?
Formgedächtnislegierungen besitzen zwei unterschiedliche Kristallstrukturen abhängig von der Temperatur. Meist geht bei Erhitzung Martensit in Austenit über.
Welche Kristallstruktur liegt im Anfangszustand der Pseudoplastizität vor?
\(\alpha-/\alpha +\) Martensit
Erläutere den extrinsischen Zweiwegeeffekt.
Durch eine äußere Kraft wird eine Verformung verursacht. Es entsteht also Martensit. Durch eine Temperaturinduktion wandelt sich dann das Gefüge zu Austenit und die Formgedächtnislegierung nimmt wieder die ursprüngliche Form an.
