Wie belastbar sind unsere Knochen und Bandscheiben?

Das Skelett ist die tragende Struktur bei Mensch und Tier. Um Knochenbrüche und Bandscheibenvorfälle vorbeugen zu können, muss man wissen, wie sie entstehen. Welche Kräfte wirken auf unsere Knochen, Bandscheiben und Gelenke und was führt zu Überlastung?

Aufnahme einer Wirbelsäule mit dem Computertomographen (links 2D-Schnittbild rechts 3D-Visualisierung).

Kniebeugen im Ausfallschritt
(a) Aufnahme der Bewegung und Kräfte mit Hautmarkern und Kraftmessplatten;
(b) Darstellung der Bewegung und der Kraft;
(c) Simulation der Muskelkräfte.

Wie belastbar unsere Knochen und Bandscheiben bei Bewegungen im Alltag und beim Sport sind, hängt wesentlich von ihrem Gesundheitszustand ab. Alterung, falsche Ernährung oder Stoffwechselkrankheiten können die Belastbarkeit herabsetzen und im Extremfall zum Knochenbruch oder zum Bandscheibenvorfall führen. Aber auch gesunde Knochen und Bandscheiben können beim Überschreiten ihrer Belastungsgrenzen geschädigt werden.

Das Institut für Biomechanik erforscht, was Bewegungen im Innern des Menschen bewirken und welche Folgen sie für Gelenke, Knochen und Bandscheiben haben. Dabei werden sowohl die Geometrie als auch die Materialeigenschaften untersucht.

Anhand von Kurzfilmen können die Besucher erleben, wie Bewegungen und Kräfte gemessen werden, wie beim Gehen in das Kniegelenk hineingeschaut wird, wie die Bandscheiben belastet werden, wie die innere Knochenstruktur bei Belastung zusammengedrückt wird und was bei Osteoporose geschieht. Weiter wird gezeigt, wie die Grenzwerte der Belastbarkeit bei Knochen bestimmt werden, und anhand von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wird der Bruchvorgang dargestellt. Bei einem halbstündlich gezeigten Live-Experiment können die Zuschauer erleben, was beim Brechen eines Knochens oder bei Überbelastung der Bandscheibe geschieht und wie Knochenbrüche und Bandscheibenvorfälle behandelt werden.

Vor Ort geben Forschende einen spannenden Einblick in die Gelenks- und Knochenmechanik und beantworten Ihre Fragen zum Thema.

Beteiligte

Dr. Karin Würtz
Dr. Hans Gerber
Dr. Silvio Lorenzetti