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Strain-stiffening polymer structures for orthotics

Projektbeschreibung

Neuartiges Orthetikmaterial

Orthesen sind äußerlich angelegte Vorrichtungen, die der Behandlung von Muskel-Skelett-Problemen dienen. Sie können aus beweglichen Teilen aufgebaut oder derart konstruiert sein, dass sie ein bestimmtes Körperteil, z. B. das Knie oder das Handgelenk, ruhigstellen. Das EU-finanzierte Projekt STRAINSTIFF hat nun ein innovatives Material für die Fertigung von Orthesen entwickelt, das biologische, auf Belastung mit Versteifung reagierende Materialien nachahmt, die sich unter Einwirkung äußerer Kräfte verhärten. Das Material ist hinsichtlich der gewünschten Steifigkeit einstellbar und kann problemlos in vielen verschiedenen Längen und Mengen hergestellt werden. Zudem ist keine zusätzliche chemische Behandlung erforderlich. Diese Eigenschaften lassen es als eine attraktive Option für die Herstellung von Orthesen erscheinen.

Ziel

A strain-stiffening material is a material that increases its stiffness in response to deformation. This behaviour is frequently found in nature to protect systems from destruction. For example, in cells strain-stiffening occurs by the cross-linking of cytoskeletal fibers upon external forces. Within the ERC project CELLINSPIRED we have developed a material where we mimic this biological behavior in a novel type of artificial strain-stiffening material, where comb-like structures touch each other, adhere, and thus increase the stiffness of the total material as a reaction to external shear force. It is very flexible in the choice of stiffness range and in the direction of strain-stiffening, and is easy to produce in a large variety of length scales (µm to cm) as well as in large quantities (patent application DE 10 2016 107 480.2 WO 2017/182024 A1, statuts “Notice of Intention to Grant”). This is of high interest in the field of orthotics, as the strain-stiffening protection mechanism is in our approach intrinsically located in the material and therefore does not require further chemical reagents. The work proposed here has the goal to validate our novel strain-stiffening material for the field of orthotics. The expected outcome of our project is to receive a prototype that (1) has well-defined strain-stiffening properties , (2) can be fabricated in different levels of complexity, (3) can easily be integrated into orthotic systems, and (4) can be fabricated using high-throughput processes. Our final goal is to license the patent to a company.

Gastgebende Einrichtung

CHRISTIAN-ALBRECHTS-UNIVERSITAET ZU KIEL
Netto-EU-Beitrag
€ 150 000,00
Adresse
OLSHAUSENSTRASSE 40
24118 Kiel
Deutschland

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Region
Schleswig-Holstein Schleswig-Holstein Kiel, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 150 000,00

Begünstigte (1)