TY - JOUR A1 - Kolditz, Melanie A1 - Albin, Thivaharan A1 - Brüggemann, Gert-Peter A1 - Abel, Dirk A1 - Albracht, Kirsten T1 - Robotergestütztes System für ein verbessertes neuromuskuläres Aufbautraining der Beinstrecker JF - at - Automatisierungstechnik N2 - Neuromuskuläres Aufbautraining der Beinstrecker ist ein wichtiger Bestandteil in der Rehabilitation und Prävention von Muskel-Skelett-Erkrankungen. Effektives Training erfordert hohe Muskelkräfte, die gleichzeitig hohe Belastungen von bereits geschädigten Strukturen bedeuten. Um trainingsinduzierte Schädigungen zu vermeiden, müssen diese Kräfte kontrolliert werden. Mit heutigen Trainingsgeräten können diese Ziele allerdings nicht erreicht werden. Für ein sicheres und effektives Training sollen durch den Einsatz der Robotik, Sensorik, eines Regelkreises sowie Muskel-Skelett-Modellen Belastungen am Zielgewebe direkt berechnet und kontrolliert werden. Auf Basis zweier Vorstudien zu möglichen Stellgrößen wird der Aufbau eines robotischen Systems vorgestellt, das sowohl für Forschungszwecke als auch zur Entwicklung neuartiger Trainingsgeräte verwendet werden kann. Y1 - 2016 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/auto-2016-0044 SN - 2196-677X VL - 64 IS - 11 SP - 905 EP - 914 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Poth, Sebastian A1 - Monzon, Magaly A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Lignocellulosic biorefinery: Process integration of hydrolysis and fermentation (SSF process) JF - Holzforschung N2 - The aim of the present work is the process integration and the optimization of the enzymatic hydrolysis of wood and the following fermentation of the products to ethanol. The substrate is a fiber fraction obtained by organosolv pre-treatment of beech wood. For the ethanol production, a co-fermentation by two different yeasts (Saccharomyces cerevisiae and Pachysolen tannophilus) was carried out to convert glucose as well as xylose. Two approaches has been followed: 1. A two step process, in which the hydrolysis of the fiber fraction and the fermentation to product are separated from each other. 2. A process, in which the hydrolysis and the fermentation are carried out in one single process step as simultaneous saccharification and fermentation (SSF). Following the first approach, a yield of about 0.15 g ethanol per gram substrate can be reached. Based on the SSF, one process step can be saved, and additionally, the gained yield can be raised up to 0.3 g ethanol per gram substrate. Y1 - 2011 N1 - 11th EWLP, Hamburg, Germany, August 16–19, 2010 VL - 65 IS - 5 SP - 633 EP - 637 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Bronder, Thomas A1 - Poghossian, Arshak A1 - Keusgen, Michael A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Label-free detection of double-stranded DNA molecules with polyelectrolyte-modified capacitive field-effect sensors T1 - Markierungsfreie Detektion doppelsträngiger DNA Moleküle mit Hilfe von Polyelektrolyt-modifizierten kapazitiven Feldeffekt-Sensoren JF - tm - Technisches Messen N2 - In this study, polyelectrolyte-modified field-effect-based electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) devices have been used for the label-free electrical detection of double-stranded deoxyribonucleic acid (dsDNA)molecules. The sensor-chip functionalization with a positively charged polyelectrolyte layer provides the possibility of direct adsorptive binding of negatively charged target DNA oligonucleotides onto theSiO2-chip surface.EIS sensors can be utilized as a tool to detect surface-charge changes; the electrostatic adsorption of oligonucleotides onto the polyelectrolyte layer leads to a measureable surface-potential change. Signals of 39mV have been recorded after the incubation with the oligonucleotide solution. Besides the electrochemical experiments, the successful adsorption of dsDNA onto the polyelectrolyte layer has been verified via fluorescence microscopy. The presented results demonstrate that the signal recording of EISchips, which are modified with a polyelectrolyte layer, canbe used as a favorable approach for a fast, cheap and simple detection method for dsDNA. Y1 - 2017 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/teme-2017-0015 VL - 84 IS - 10 SP - 628 EP - 634 PB - De Gruyter CY - Oldenbourg ER - TY - JOUR A1 - Tran, Linda A1 - Mottaghy, K. A1 - Arlt-Körfer, Sabine A1 - Waluga, Christian A1 - Behbahani, Mehdi T1 - An experimental study of shear-dependent human platelet adhesion and underlying protein-binding mechanisms in a cylindrical Couette system JF - Biomedizinische Technik Y1 - 2017 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/bmt-2015-0034 SN - 0013-5585 VL - 62 IS - 4 SP - 383 EP - 392 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Bhattarai, Aroj A1 - Jabbari, Medisa A1 - Anding, Ralf A1 - Staat, Manfred T1 - Surgical treatment of vaginal vault prolapse using different prosthetic mesh implants: a finite element analysis JF - tm - Technisches Messen N2 - Particularly multiparous elderly women may suffer from vaginal vault prolapse after hysterectomy due to weak support from lax apical ligaments. A decreased amount of estrogen and progesterone in older age is assumed to remodel the collagen thereby reducing tissue stiffness. Sacrocolpopexy is either performed as open or laparoscopic surgery using prosthetic mesh implants to substitute lax ligaments. Y-shaped mesh models (DynaMesh, Gynemesh, and Ultrapro) are implanted in a 3D female pelvic floor finite element model in the extraperitoneal space from the vaginal cuff to the first sacral (S1) bone below promontory. Numerical simulations are conducted during Valsalva maneuver with weakened tissues modeled by reduced tissue stiffness. Tissues are modeled as incompressible, isotropic hyperelastic materials whereas the meshes are modeled either as orthotropic linear elastic or as isotropic hyperlastic materials. The positions of the vaginal cuff and the bladder base are calculated from the pubococcygeal line for female pelvic floor at rest, for prolapse and after repair using the three meshes. Due to mesh mechanics and mesh pore deformation along the loaded direction, the DynaMesh with regular rectangular mesh pores is found to provide better mechanical support to the organs than the Gynemesh and the Ultrapro with irregular hexagonal mesh pores. Insbesondere ältere, mehrgebährende Frauen leiden häufiger an einem Scheidenvorfall nach einer Hysterektomie aufgrund der schwachen Unterstützung durch laxe apikale Bänder. Es wird angenommen, dass eine verringerte Menge an Östrogen und Progesteron im höheren Alter das Kollagen umformt, wodurch die Gewebesteifigkeit reduziert wird. Die Sakrokolpopexie ist eine offene oder laparoskopische Operation, die mit prothetischen Netzimplantaten durchgeführt wird, um laxe Bänder zu ersetzen. Y-förmige Netzmodelle (DynaMesh, Gynemesh und Ultrapro) werden in einem 3D-Modell des weiblichen Beckenbodens im extraperitonealen Raum vom Vaginalstumpf bis zum Promontorium implantiert. Numerische Simulationen werden während des Valsalva-Manövers mit geschwächtem Gewebe durchgeführt, das durch eine reduzierte Gewebesteifigkeit modelliert wird. Die Gewebe werden als inkompressible, isotrop hyperelastische Materialien modelliert, während die Netze entweder als orthotrope linear elastische oder als isotrope hyperlastische Materialien modelliert werden. Die Positionen des Vaginalstumpfs, der Blase und der Harnröhrenachse werden anhand der Pubococcygeallinie aus der Ruhelage, für den Prolaps und nach der Reparatur unter Verwendung der drei Netze berechnet. Aufgrund der Netzmechanik und der Netzporenverformung bietet das DynaMesh mit regelmäßigen rechteckigen Netzporen eine bessere mechanische Unterstützung und eine Neupositionierung des Scheidengewölbes, der Blase und der Urethraachse als Gynemesh und Ultrapro mit unregelmäßigen hexagonalen Netzporen. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/teme-2017-0115 SN - 2196-7113 VL - 85 IS - 5 SP - 331 EP - 342 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Birgel, Stefan A1 - Leschinger, Tim A1 - Wegmann, Kilian A1 - Staat, Manfred T1 - Calculation of muscle forces and joint reaction loads in the shoulder area via an OpenSim based computer model JF - tm - Technisches Messen N2 - Using the OpenSim software and verified anatomical data, a computer model for the calculation of biomechanical parameters is developed and used to determine the effect of a reattachment of the Supraspinatus muscle with a medial displacement of the muscle attachment point, which may be necessary for a rupture of the supraspinatus tendon. The results include the influence of the operation on basic biomechanical parameters such as the lever arm, as well as the calculated the muscle activations for the supraspinatus and deltoid. In addition, the influence on joint stability is examined by an analysis of the joint reaction force. The study provides a detailed description of the used model, as well as medical findings to a reattachment of the supraspinatus. Mit der Software OpenSim und überprüften anatomischen Daten wird ein Computermodell zur Berechnung von biomechanischen Parametern entwickelt und genutzt, um den Effekt einer Refixierung des Supraspinatusmuskels mit einer medialen Verschiebung des Muskelansatzpunktes zu ermitteln, wie sie unter anderem nach einem Riss der Supraspinatussehne notwendig sein kann. Die Ergebnisse umfassen hierbei den Einfluss der Operation auf grundlegende biomechanische Parameter wie den Hebelarm sowie die berechneten Muskelaktivierungen für den Supraspinatus und Deltoideus. Zusätzlich wird der Einfluss auf die Gelenkstabilität betrachtet und durch eine Analyse der Gelenkreaktionskraft untersucht. Die Studie bietet eine detaillierte Beschreibung des genutzten Modells, sowie medizinische Erkenntnisse zu einer Refixierung des Supraspinatus. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/teme-2017-0114 SN - 2196-7113 VL - 85 IS - 5 SP - 321 EP - 330 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Horbach, Andreas A1 - Staat, Manfred T1 - Optical strain measurement for the modeling of surgical meshes and their porosity JF - Current Directions in Biomedical Engineering N2 - The porosity of surgical meshes makes them flexible for large elastic deformation and establishes the healing conditions of good tissue in growth. The biomechanic modeling of orthotropic and compressible materials requires new materials models and simulstaneoaus fit of deformation in the load direction as well as trannsversely to to load. This nonlinear modeling can be achieved by an optical deformation measurement. At the same time the full field deformation measurement allows the dermination of the change of porosity with deformation. Also the socalled effective porosity, which has been defined to asses the tisssue interatcion with the mesh implants, can be determined from the global deformation of the surgical meshes. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/cdbme-2018-0045 SN - 2364-5504 VL - Band 4 IS - 1 SP - 181 EP - 184 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Bhattarai, Aroj A1 - Staat, Manfred T1 - Computational comparison of different textile implants to correct apical prolapse in females JF - Current Directions in Biomedical Engineering N2 - Prosthetic textile implants of different shapes, sizes and polymers are used to correct the apical prolapse after hysterectomy (removal of the uterus). The selection of the implant before or during minimally invasive surgery depends on the patient’s anatomical defect, intended function after reconstruction and most importantly the surgeon’s preference. Weakness or damage of the supporting tissues during childbirth, menopause or previous pelvic surgeries may put females in higher risk of prolapse. Numerical simulations of reconstructed pelvic floor with weakened tissues and organ supported by textile product models: DynaMesh®-PRS soft, DynaMesh®-PRP soft and DynaMesh®-CESA from FEG Textiletechnik mbH, Germany are compared. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/cdbme-2018-0159 VL - 4 IS - 1 SP - 661 EP - 664 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Lapitan, Denis G. A1 - Rogatkin, Dmitrii A. A1 - Persheyev, Sydulla K. A1 - Kotliar, Konstantin T1 - False spectra formation in the differential two-channel scheme of the laser Doppler flowmeter JF - Biomedizinische Technik N2 - Noise in the differential two-channel scheme of a classic laser Doppler flowmetry (LDF) instrument was studied. Formation of false spectral components in the output signal due to beating of electrical signals in the differential amplifier was found out. The improved block-diagram of the flowmeter was developed allowing to reduce the noise. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1515/bmt-2017-0060 SN - 0013-5585 VL - 63 IS - 4 SP - 439 EP - 444 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kampker, Achim A1 - Schleser, Markus A1 - Triebs, Johannes A1 - Berg, Alexander-Karl A1 - Hansen, Jan Ole A1 - Fiedler, Falko T1 - Bauteilintegrierte Vorrichtungsfunktionen im Karosseriebau : Aktuelle Ergebnisse im Forschungsprojekt ProeK JF - ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb N2 - Das Forschungsprojekt Produktionseffizienz in der Kleinserie (ProeK) erarbeitet kostengünstige und effiziente Lösungsansätze für Prozessketten im Zukunftsfeld der Elektromobilität. Das Teilprojekt Karosserie setzt diese Zielsetzung durch innovative und praxisorientierte Produkt- und Prozesskonzepte mit neuartigen bauteilintegrierten Vorrichtungsfunktionen (BiV) um. Im Teilprojekt Außenhaut sollen Toleranzen adaptiv durch Anpassungen der Prozessparameter sowie Bauteilmanipulation kompensiert werden. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.3139/104.112012 SN - 0947-0085 VL - 113 IS - 11 SP - 767 EP - 770 PB - De Gruyter CY - Berlin ER -