The Bone Project

Vergleicht man die geringe Nutzungsintensität von Knochen im Design mit der Relevanz von Tieren in der Fleischerzeugung wird deutlich, dass Knochen in erheblichen Mengen als Abfallprodukte anfallen. So werden in Deutschland jedes Jahr 60 Millionen Schweine für die Lebensmittelindustrie verarbeitet.

 

Das sind 114 Schweine in der Minute, was ca. 30.894 Schweineknochen in der Minute entspricht.

 

Wie können Tierknochen innerhalb des Designs Verwendung finden? Welche Methoden aus anderen Disziplinen können für Gestaltungsprozesse adaptiert werden? In welchen Bereichen wird mit Knochen gearbeitet und kann in allen diesen Bereichen Design sein? Um das Potential von Tierknochen auch in einem industriellen Kontext zu betrachten, werden in dieser Arbeit verschiedene Technologien verwendet, um neue Fertigungsmethoden für Tierknochen zu etablieren. Dafür werden innerhalb eigens durchgeführter Experimente Tierknochen mechanisch bearbeitet und gleichzeitig durch chemische Prozesse im Labor modifiziert. Das Ziel der ausgewählten Versuche besteht in der Ermittlung der Stärken sowie der Grenzen des Materials. Daraus sollen mögliche Anwendungsbereiche und Gebrauchsszenarien entwickelt werden.

 

Hierfür werden zusammen mit dem Institut für anorganische Chemie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg verschiedene Experimente zur Oberflächen- und Strukturveränderung von Tierknochen durchgeführt.

 

Die Knochenschützer, die Knochenplatten und die Stützstruktur für Trümmerfrakturen bewegen sich im Spannungsfeld zwischen konventionellem Produktdesign, der Gestaltung eines anwendungs-offenen Halbzeuges und einem medizinischen Werkzeug.

 

  1. Mit einem Halbzeug aus Tierknochen wäre es möglich die anfallenden Knochen langlebig weiterzuverarbeiten. Je nach Muster können die Platten unterschiedliche Festigkeit, Transluzenz und Größe erreichen. Ein Halbzeug aus Knochen könnte in vielen Produktbereichen Verwendung finden.

  2. Der Knochen ist neben den Zähnen des härteste Material in unserem Körper. Knochensysteme, wie der Brustkorb oder der Schädel schützen wichtige Organe vor äußeren Gewalteinwirkungen. Aufgrund ihrer Struktur und natürlichen Funktion des Schutzes sind Knochen sehr druckbeständig und verschleißfest. Betrachtet man, die derzeitig eingesetzten Schützer in den verschiedenen Sportarten, fällt bei einer Analyse der Materialien schnell der hohe Anteil an Kunststoffen auf. Dabei wäre es durchaus möglich einen ressourcenschonenden, demontierbaren Schützer zu entwickeln. Tierknochen könnten hier als schützende Hartschale dienen. Sie sind damit kein Massenabfall mehr, sondern ein Rohstoff für die Entwicklung von Produkten.

  3. Durch hohe plötzliche oder dauerhafte Krafteinwirkung kann es zu einem Bruch des Knochens kommen. Ist ein Knochen in mehr als drei Teile zerbrochen spricht man von einer Trümmerfraktur. Bei einem Trümmerbruch besteht ein hohes Maß an Instabilität und die Gefahr, dass die einzelnen Knochenteile sich verschieben. Das Bestreben der Chirurgie ist es, eine vollständige körpereigene Heilung zu ermöglichen. Titan und Stahl sind bewährte Materialien bei der Knochenfixation, können aber nur stabilisieren und überbrücken und keine Defekte auffüllen bzw. nicht als direkte Matrix für die Kochenneubildung zur Verfügung stehen. Durch den Einsatz entsprechend präparierter „biologischer“ Materialien, welche frei gebogen und gehärtet werden können, wäre es möglich, ein dreidimensionales Gerüst zur Neubildung zu modellieren und eine gewisse mechanische Stabilität zu erreichen.

 

The bone project is supposed to highlight a material that would be discarded. Since our society that is primarily a meat eating oriented society, there are a massive amounts of animal bones that could be readily available. For the creation of the Bone Project I worked in a collaboration with the Martin Luther University Halle Wittenberg Institute for Inorganic Chemistry, in which the structure of bones was explored. The result is a procedrue to bend bones and harden them in a new form. This is new for solid bones like rips or skulls. Translating this knowledge to products I designed possibilities for designing with bones.

 

  1. The BoneSheets are a tool made of 100% animal bones. The designer can create the sheets into a desired pattern and size with a certain amount transparency. The applications are for example in panels, floors/walls or interior design.

  2. After teeth, bones are the hardest materials in the human body.  Due to their complex structural composition bones are able to remain stable and retain their shape even pressure. Therefore it is possible to reuse bone material in the use of protective gear for sports.The knee pads are made out of bended shoulder blades. The bending procedure allows to change the form of the bone without massively influencing the structure.

  3. When a bone breaks into pieces, it is called a Trauma Fracture. During the needed surgery the broke elements are held in place with steel or titanium, allowing the bone to  heal back together. Howevernthe steel or titanium is connected to the bone, in order to hold the bone in place, new bone material is unable to grow.By replacing the steel or titanium with a biological material, that is formed and hardened in place, it´s possible to create a scaffolding system that would allow the bone to re-heal, without the use of a foreign material in the body, such as a metal. This “Protective Structure for Trauma Fractures” would become a material for surgeons to use during an operation.