Die Sicherheit von Kindern in Fahrzeugen verbessern? Knochenforschung könnte die Antwort geben

Der Schutz von Kindern vor Verletzungen oder Todesfällen bei Fahrzeugkollisionen hat sich seit der Einführung der Kindersitze verbessert. Dennoch sind solche Unfälle immer noch eine der Hauptursachen für lebensbedrohende Verletzungen bei Kindern. Ingenieure haben eine computergestützte Konstruktion für die Fahrzeugentwicklung genutzt, das eine auf Simulationen basierende Sicherheitsprüfung beinhaltet. Überprüfungen von Fahrzeugsitzen beinhalten allerdings oftmals maßstabsverkleinerte Modelle von Erwachsenen für die Simulation von Kindern, deren Knochen noch nicht vollständig ausentwickelt sind.

Um diese Herausforderung zu bewältigen und präzisere, evidenzbasierte Informationen zur Verfügung zu stellen, untersuchte eine Team von Forschern die Knochenstärke von Kindern in Verhältnis zu Alter und Gewicht. Hierzu wurden computersimulierte Modelle und medizinische Bildgebung angewandt. Die Forschungsergebnisse soll Unternehmen eine bessere Konstruktion und Prüfung von Produkten für die Kindersicherheit wie z. B. Fahrzeugsitzen und Kinderwägen ermöglichen, bevor diese auf dem Markt eingeführt werden.

Die Erkenntnisse, die in der Fachzeitschrift „Biomechanics and Modeling in Mechanobiology“ veröffentlicht wurden, werden auch bei klinischen Diagnosen behilflich sein, um bestimmen zu können, ob Knochenverletzungen durch einen Unfall entstanden oder von außen zugefügt worden sind.

Die durch EU-Forschungsbeihilfe im Rahmen des Projekts CompBioMed mitfinanzierte Studie nutzte CT-Scans und Computermodelle, um zu untersuchen, wie sich unterschiedliche Kräfte auf die Knochen auswirken. Die Prüfungen beinhalteten das Biegen und Drehen von Knochen, um deren Belastungsgrenze festzustellen. CT-Scans sind 3D-Bilder, die den Querschnitt eines inneren Körperteils zeigen und die durch Röntgenstrahlen und durch einen Computer erstellt werden.

Das Forschungsteam erklärte vor Kurzem in einer Pressemitteilung: „Durch diese nicht invasiven Techniken entstanden 3D-Modelle des Femurs (Oberschenkelknochen) für die Untersuchung von Knochen bei Kindern in der Altersgruppe zwischen null und drei Jahren. Dies ist die Altersgruppe, in der bislang die wenigste Forschung durchgeführt worden ist, aber auch das Alter, in dem Kinder das Entstehen ihrer Verletzung nicht effektiv mitteilen können.“

Die Forscher konnten bestimmen, wie sich Knochen entwickelten und wie sich in dieser Zeit, in der auch der Körper rasant wächst, deren Stärke veränderte. Das Team hofft auf aktueller Forschung aufzubauen, um andere Langknochen wie die Tibia (Schienbein) untersuchen zu können. Das Team wird auch seine Datenbank erweitern, um eine gute Repräsentation von Kindern jeder Altersgruppe zu erzielen und um komplexere Verletzungsszenarien zu beleuchten. In ihrem Forschungsartikel gelangten die Forscher zu folgender Schlussfolgerung: „In Zukunft wird uns diese Technik die Erstellung von Surrogatmodellen für Kleinkinder und sehr junge Kinder sowie die Gewinnung weiterer quantitativer Informationen über Knochenwachstum und -stärke ermöglichen, um die wenigen derzeit in der Literatur verfügbaren Informationen erheblich zu erweitern.“

Die potenzielle Anwendbarkeit dieser Forschung auf verschiedene biomechanische Analysen von pädiatrischen Knochen ist auch mit den Zielen von CompBioMed (A Centre of Excellence in Computational Biomedicine) vereinbar. Das Projekt wurde eingerichtet, um die Bedeutung von computergestützten Modellierungen und Simulationen im Bereich der Biomedizin voranzubringen. Die Anwendung dieser Techniken wird akademischen, industriellen und klinischen Forschern bessere Analysen in drei Bereichen ermöglichen: in der kardiovaskulären, molekularbasierten und neuromuskuloskeletalen Medizin. Letztlich stellt CompBioMed eine Prognose der Auswirkungen von personalisierten medizinischen Behandlungen und Eingriffen in Aussicht, bevor diese durchgeführt worden sind.

Weitere Informationen:

Projekt CompBioMed