Ermittlung mechanischer Kennwerte von Gehörknöchelchen

Die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel dienen nicht nur der Weiterleitung des Schalls durch das Mittelohr hindurch, sondern sie erfüllen auch die Funktion der akustischen Impedanzanpassung zwischen der Luft des äußeren Gehörgangs und der Perilymphe des Innenohrs. Alle drei Ossikel werden durch elastische Bänder in ihrer Position gehalten. Sie werden bei Erkrankungen des Mittelohrs in Mitleidenschaft gezogen. Bei sanierenden chirurgischen Eingriffen müssen oft ganze Gehörknöchelchen oder Teile davon entfernt werden. Zur chirurgischen Rekonstruktion der Schalleitungskette werden dann Prothesen aus körpereigenem Material (Knorpel) oder Ersatzmaterialien (Titan, Gold, Keramik, Polymere) verwendet.Das Ossikelsystem ist zusammen mit dem Trommelfell ein gedämpft schwingfähiges System mit einer Reihe von Eigenfrequenzen. Man versucht dieses System zu modellieren, um aus dem Verlauf der Übertragungsfunktion Parameter zur Klassifizierung typischer Mittelohrstörungen zu ermitteln. Chirurgisch rekonstruierte Ketten, die z.T. aus Ersatz-Prothesenmaterial bestehen, lassen sich mit diesen Modellen ebenfalls berechnen und damit optimieren An der HNO-Klinik der Martin-Luther-Universität werden gezielt mechanische Untersuchungen am Gehörknöchelchenmaterial des Menschen auf verschiedenen Strukturebenen durchgeführt. Dazu gehören neben der Mikroindentation, die Nanoindentation und die Ultraschallrastermikroskopie. Die Eindrücke des Mikroindentors sind so groß, dass sie lichtoptisch deutlich hervortreten und gut in Beziehung zur Morphologie des Gewebes gesetzt werden können.Für die Mikrohärtemessungen werden die Gehörknöchelchen nach einer Entwässerungsprozedur in Polymethyl-Methacrylat(PMMA)-Blöcke eingebettet. Diese starren Blöcke werden geschnitten und poliert. In mehreren Versuchsreihen werden texturabhängige mechanische Kennwerte der Gehörknöchelchen ermittelt. Weiter sollen ausgewählte Querschnittsorte mit auf einer Geraden liegenden Messpunktfolgen charakterisiert werden. Unter Benutzung von Vickers- und Knoop-Indentoren soll der Orientierungseinfluss auf die Eindruckgeometrie festgestellt werden. Die ermittelten Kennwerte Martenshärte, Vickershärte und Eindringmodul vervollständigen die Kennwert-Datenbank des Gehörknöchelchenmaterials, die für Deformations- und Schwingungsberechnungen Anwendung findet.