Projekt-69: Polymertechnik in der equinen Huftherapie - Werkstofftechnologische Materialanalyse von Hufhorn, chemische Oberflächenhärtung und Klebung von Hufhorn und Erarbeitung von Biomaterialien zur Therapie hufassoziierter Lahmheiten beim Pferd

Die materialtechnischen Untersuchungen konzentrierten sich gleicherweise auf die mechanischen Eigenschaften von Hufhorn von 8 Warmblutpferden wie auf die mechanischen Eigenschaften von Klauenhorn von 10 österreichischen Milchrindern. Geprüft wurden der Elastizitätsmodul, die Sho-re D Härte, die Kugeleindruckhärte und der Trockensubstanzgehalt der untersuchten Prüfkörper. Die Schlachtung der Tiere, deren Hufe resp. Klauen für diese Untersuchung herangezogen wurden, erfolgte in jedem Fall aus Gründen, die mit den Zielen dieser Studie nicht in Zusammenhang standen. Die Zehen wurden bei den Pferden als auch bei den Rindern von den Schlachtkörpern abgesetzt und unmittelbar nachher an einer Industriebandsäge zu Rohprüfkörpern verarbeitet. Diese wurden an einer Präzisionsfräse auf die für die jeweiligen Materialprüfungen geforderten Abmessungen reduziert und streng nach Lokalisation in Huf oder Klaue, ihrem Abstand zur Krone, nach Extremität und nach Tier eingeteilt. Die Elastizitätsmodulwerte findet man beim Pferd mit im Durchschnitt 722,2 N/mm² für die Zehenwand des Hufes, mit 578,4 N/mm² für die innere Seitenwand und mit 638 N/mm² für die äußere Seitenwand. Beim Rind liegen die E-Modulwerte mit im Durchschnitt 613,5 N/mm² für die Zehenwand, 375,3 N/mm² für die Seitenwand und 134,9 N/mm² für die Sohle etwas tiefer. Sowohl beim Pferd als auch beim Rind besteht ein starker Zusammenhang zwischen der Höhe des Elastizitätsmoduls und der Höhe des Trockensubstanzgehaltes der Prüfkörper. Die Shore D Härtewerte befinden sich beim Pferd für die äußere Wandschicht zwischen 64 und 70 Shore D Härtegraden, mit geringerem Abstand zum Hufbein nimmt die Härte ab (53 bis 59 Shore D Härtegrade). Die Shore D Härtewerte aller Klauenhornprüfkörper liegen zwischen 52 und 63 Shore D Härtegraden. Die Kugeleindruckhärte liegt beim Pferd zwischen 19,3 N/mm² und 29,6 N/mm² und beim Rind zwischen 11,1 N/mm² und 24,2 N/mm². Beide Härteprüfungen zeigen, wie auch der Elastizitätsmodul, einen starken Zusammenhang zwischen der Hornhärte und dem Trockensubstanzgehalt. Bezüglich der Positionen der Prüfkörper in Huf bzw. Klaue ergeben die Untersuchungen einen Härteabfall jeweils vom dorsalen Huf- bzw. Klauenteil zur Trachte hin (horizontaler Verlauf). Sowohl beim Rind als auch beim Pferd besteht auch ein vertikaler Verlauf, allerdings sind beim Rind die bodennahen Prüfkörper weicher als die dem Kronrand näherliegenden, und beim Pferd sind die dem Kronrand näherliegenden Prüfkörper weicher. Beim Rind wurde weiters der Zusammenhang zwischen den mechanischen Eigenschaften, dem Trockensubstanzgehalt und dem Auftreten von Ballenfäule geprüft. Eine positive Korrelation konnte nachgewiesen werden. Die Arbeit am Sektor Pferd wurde ergänzt durch ein auf den Untersuchungsergebnissen beruhendes Computermodell der equinen Hornkapsel auf der Basis der Finiten Elementen Analyse. Die Berechnungen wurden am Programm IDEAS masterseries der Structural Dynamics Research Corporation durchgeführt. Nach Eingabe der Geometrie der Hornkapsel zusammen mit den mechanischen Eigenschaften konnte das Modell gemäß der Aufhängung des Hufbeins über den Hufbeinträger in der Hornkapsel belastet werden. Über eine Änderung der boundary conditions der Finiten Elemente der Bodenfläche des Hornkapselmodells können verschiedenste Beschlagssituationen simuliert werden. Das Programm berechnet die Beeinflussung, die die verschiedenen Beschläge auf Spannung und Verformung der Hornkapsel darstellen und ermöglicht dadurch die Vorerprobung neuer Therapien im Bereich der Huferkrankungen.