dc.contributor.author
Zorn, Sebastian
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:53:10Z
dc.date.available
2011-03-25T09:21:45.841Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/1725
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5927
dc.description.abstract
Die Stromversorgung medizinischer Implantate ist, trotz vielfältiger
interessanter experimenteller Ansätze, derzeit noch nicht auf einem
zufriedenstellenden Niveau. In dieser Arbeit wurden experimentell die
physiologischen Grundlagen einer implantierbaren solaren Energiequelle für
medizinische Implantate anhand von Hautproben vom Hausschwein untersucht. In
einem ersten Versuch wurde die Abhängigkeit der Transmissivität von Frequenz
des Lichts und der zu durchdringenden Schichtdicke in einem
Wellenlängenbereich von 400nm bis 800nm beziehungsweise 900nm und 1700nm
untersucht. Eine eindeutige Abhängigkeit der Transmissivität zugunsten der
dünneren Schichten konnte nachgewiesen werden. Beispielsweise bei einer
Wellenlänge von 780nm konnte eine Abnahme der Transmissivität von 43,3% auf
33,8% von 0,8mm zu 2,2mm unpigmentierter Haut festgestellt werden. Weiterhin
besteht eine Abhängigkeit vom Wellenlängenbereich, wobei bei allen
untersuchten Hautdicken ein nahezu linearer Anstieg zwischen 500nm und 780mn
zu beobachten war. Auch war eine signifikante Abhängigkeit der Transmissivität
vom Pigmentierungsgrad zugunsten der unpigmentierten Haut zu verzeichnen.
Hierbei sind als Neuerung die klaren quantitativen Unterschiede zwischen
unpigmetierter und pigmentierter Haut hervorzuheben. Beispielhaft hierfür
sollen die Proben mit 1,6mm Dicke sein. Bei den Wellenlängen 500nm, 600nm und
780nm konnten Unterschiede von 19,8% zu 5,6%, 24,2% zu 12,1% und 31,9% zu
19,6% zu Lasten der pigmentierten Haut festgestellt werden. Der Vergleich
dreier unterschiedlicher Solarzellen bezüglich deren errechneten
Transmissionsverhaltens identischer pigmentierter, sowie unpigmentierter
Hautproben, machte deutlich wie wichtig das spezifische Wirkungsspektrum
solarer Systeme für eine optimale Energieausbeute ist. Die optimale
Empfängerstelle für implantierbare Solarzellen sollte gering pigmentiert sein.
Operationsbedingt sollte die Schichtdicke der Haut nicht zu dünn gewählt
werden, um Abstossungsreaktionen zu vermeiden, jedoch so dünn wie möglich, um
ein Höchstmass an Strahlung ausnutzen zu können. Ein Hauptaugenmerk fällt auf
den Bereich des Wirkungsoptimums der Solarzellen, welches im höheren UV-Vis
Bereich, zwischen 600nm und 800nm, liegt. Perspektivisch ist vor allem das
Design der Solarzellen und eine optimale biokompatible Hülle zu erörtern, um
ein unkompliziertes Einwachsen zu ermöglichen.
de
dc.description.abstract
The power supply of medical implants, despite many interesting experimental
approaches are still not satisfactory at this level. In this study
experimentally the physiological basis of a solar power source for active
medical implants were examined by using samples of the skin of the domestic
pig. In a first experiment, the dependence of transmissivity of the frequency
of light and the thickness of the dermal layer to be penetrated in a range of
400nm to 800nm and 900nm and 1700nm has been studied. A clear dependence of
the transmissivity in favor of the thinner layers could be detected. For
example, at a wavelength of 780 nm a decrease in the transmissivity of 43.3%
to 33.8% from 0.8 mm to 2.2 mm unpigmented skin could be detected.
Furthermore, a dependence on the wavelength range, where all studied
skinprobes showed an almost linear increase between 500nm and 780mn was
observed. Also, a significant dependence of the transmissivity of pigmentation
in favor of the non-pigmented skin was noted. The innovation here are a clear
quantitative differences between the pigmented and unpigmented skin. Examplary
of this will be the sample with 1.6 mm thickness. At the wavelengths 500nm,
600nm and 780nm, differences of 19.8% to 5.6%, 24.2% to 12.1% and 31.9% to
19.6% at the expense of the pigmented skin are noted. The comparison of three
different solar cells with respect to the identical calculated optical
transmission of pigmented and unpigmented skin samples, made clear the
importance of the specific action spectrum of solar systems for optimal energy
yield. The ideal recipient site for implantable solar cells should be
pigmented low. Because of operational reason, the thickness of the layer
should not be too thin to prevent rejection, but as thin as possible in order
to exploit the highest level of radiation. A main focus falls on the area of
the peak effect of the solar cells, which lies in the higher UV-Vis range
between 600nm and 800nm. In the future, especially searching for the design of
solar cells and a biocompatible shell is best addressed in order to allow a
straightforward ingrowth.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
transmissivity
dc.subject
energysupply of active implants
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Neue Wege in der Energieversorgung aktiver Implantate
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. med. Dr. med. dent. M. Klein
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Dr.-Ing. J. Lademann
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. E. Uhlmann
dc.date.accepted
2011-04-08
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000021367-8
dc.title.subtitle
Untersuchungen zum Transmissionsverhalten der Haut
dc.title.translated
New approaches for energy supply of active implants
en
dc.title.translatedsubtitle
Studies on transmission characteristics of the skin
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000021367
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000009065
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access