Mechanik, Fachgebiet Systemdynamik und Reibungsphysik

Biokontaktmechanik: Simulation von Knorpelwachstum

Dem ständigen Verschleiß von Knorpel in biologischen Gelenken, der zu weit verbreiteten gesundheitlichen Problemen führen kann, steht sein fortwährendes, wenn auch sehr langsames Wachstum gegenüber. Die Regenration von Knorpel hängt von vielen Faktoren ab, eine Schlüsselrolle spielt jedoch die mechanische Belastung des entsprechenden Gelenks. Diese Forschungsarbeit widmet sich der Frage, welche Belastungsarten Knorpelwachstum anregen, aber gleichzeitig auch seinen Verschleiß minimieren. Ziel ist es, ein mechanisches Modell zu entwickeln, das das komplexe Kontaktproblem zwischen Knorpelschichten mit viskoelastischen Eigenschaften beschreiben kann. Anwendung soll dabei die Methode der Dimensionsreduktion (MDR) oder die Randelementmethode finden. Auf Mikroskopischer Ebene soll das Knorpelwachstum durch eine agentenbasierte Modellierung beschrieben werden, die durch mechanische Signale aus der Lösung des Kontaktproblems beeinflusst wird.

Leitung: Prof. Dr. Valentin L. Popov

Projektwissenschaftler: Jean-Emmanuel Leroy