Strömungsdynamik

Die Arbeitsgruppe „Strömungsdynamik“ fokussiert sich auf die Erforschung der bestmöglichen Behandlung von Herzklappenerkrankungen mit Hilfe medizintechnischer Produkte.

Einen Forschungsschwerpunkt stellen hierbei Herzklappenprothesen dar. Aber auch im Bereich Aortenstents, komplexe Aortenchirurgie und Therapie der Herzinsuffzienz werden sämtliche Methoden von in-vitro Messungen und auch Finite-Elemente-Methoden und CFD-Simulationen angewandt.

Herzklappenprothesen dienen der Behandlung von Patienten mit erkrankten bzw. pathologisch veränderten Herzklappen, bei denen eine Rekonstruktion der erkrankten Klappen nicht mehr möglich ist.

Notwendig werden diese Therapieformen insbesondere dann, wenn die erkrankten Klappen ihre physiologischen Aufgaben (ungehinderter Vorwärtsfluss und Verhinderung von Rückfluss) nicht mehr ausreichend wahrnehmen können. In diesen Fällen ist die korrekte Strömung des Blutes auf Höhe der Herzklappe während der unterschiedlichen Phasen des Herzzyklus gestört, wodurch es in letzter Konsequenz zu einer erhöhten Belastung des Herzmuskels und einer eingeschränkten Pumpleistung kommen kann.

Technisch betrachtet können die meisten Herzklappenerkrankungen daher auch als  Störungen der Strömungsdynamik des Blutflusses betrachtet werden. Klappenprothesen oder andere technische Behandlungsansätze haben immer das Ziel, die physiologischen Strömungsbedingungen im Herzen bestmöglich wiederherzustellen.

Eine zentrale wissenschaftliche Fragestellung der Arbeitsgruppe besteht daher darin, zu erforschen, mit welcher Klappenprothese welcher Patient optimal behandelt werden kann und inwiefern sich z.B. anatomische Besonderheiten auf die strömungsdynamische Performance von Prothesen auswirken können. Die AG Strömungsdynamik evaluiert diverse Herzklappentypen im Strömungskanal, Pulsduplikator sowie mittels Oberflächenstrukturanalyse mit dem Ziel, selbst moderne Herzklappentypen weiter zu verbessern. Interessierte Studenten/-innen können sich jederzeit über interessante Projekte, Master- und Promotionsarbeiten informieren.

Es bestehen Kooperationen: Prof. Dr.-Ing. Wojciech Kowalczyk, Professor für Mechanik/Biomechanik:

Sowie mit Dr. rer. nat. Peter Kury im Bereich Oberflächenstrukturanalyse mittels hochauflösender niederenergetischer Elektronenbeugung (SPALEED)