FEA von Zehen von Huftieren und Materialanalyse von Hufhorn

Rinder, Pferde und Esel leben mit unterschiedlichen Aufgabenbereichen immer schon im menschlichen Umfeld. Diesen Tieren gemeinsam ist die starke Abhängigkeit ihres Wohlbefindens und ihrer Leistungsbereitschaft von der Gesundheit und Funktionsfähigkeit ihrer Hufe beziehungsweise Klauen. Diese werden in der Veterinäranatomie als Zehenendorgan angesprochen. Das Zehenendorgan der Huftiere besteht aus der schützenden und Kraftüberleitenden Hornkapsel, der Hornproduzierenden Schichte, den eingeschlossenen Weichteilen und den zentralen Stützelementen, den Knochen. Alle beteiligten Strukturen können in unterschiedlichem Ausmaß erkrankt oder beeinträchtigt sein. Die Behandlung dieser Pathologien beruht im Wesentlichen auf umfassender Kenntnis des Aufbaus der Zehe (Zehenendorgan zusammen mit der anschließenden Gliedmaße bis Höhe Fesselgelenk) im anatomischen und histologischen Bereich und auf dem Wissen ob der Biomechanik und der Materialeigenschaften von Huf- und Klauenhorn. Viele Untersucher im Vorfeld zu diesem Antrag haben sich schon mit der Mechanik und den physikalische Eigenschaften von Hornsubstanz aus dem Zehenendorgan auseinandergesetzt. Dennoch sind noch Gebiete offen, deren Erarbeitung zur umfassenden Kenntnis dieses Materials beiträgt und dadurch auf allen Bereichen der präventiven und klinischen Therapie den Tieren hilft. Im vorliegenden Projekt sind Härtemessungen von Hufhorn von Eseln, Bestimmung des Elastizitätsmoduls von erkrankten Pferde- und Eselhufen, begleitende histologische Untersuchungen und Bestimmungen des Spurenelementgehaltes von Hufhornproben vorgesehen. Insbesondere ist es erstmals möglich, mit Hilfe von Computertomographie, finiter Elemente und der Materialeigenschaften ein digitales Modell der gesamten Zehe zu gestalten. Das Finite Elemente Modell einer Zehe eines Huftieres beinhaltet die effektiven Geometrien der realen Extremität mit geringfügig idealisierten Materialeigenschaften der einzelnen Komponenten. Die Analyse der Belastung eines solchen Modells bringt neue Erkenntnisse zum Thema der Hufmechanik von Esel und Pferd unter Berücksichtigung aller inneren Strukturen und die Möglichkeit der Vorabschätzung der Effizienz verschiedener Hufbeschläge, Huftherapien und unterschiedlicher Bodengestaltungen. Die Kombination der Daten mit Informationen aus vorausgehenden Projekten, insbesondere auf dem Rindersektor, trägt umfassend zum Basiswissen und zur Verbesserung der Huf- und Klauengesundheit bei.