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Schwere und sogar tödliche Verletzungen durch Geschosse, die bei vergleichsweise geringer kinetischer Energie aus sog. Druckluftwaffen verschossen werden, sind in der traumatologischen und rechtsmedizinischen Literatur hinreichend belegt. In der Unfallchirurgie werden regelmäßig Verletzungen durch diese weit verbreiteten Schusswaffen behandelt. In der Regel werden aus Druckluftwaffen sog. Diaboloprojektile verschossen, die eine charakteristische sanduhrförmige Bauart aufweisen. Auf dem Markt sind jedoch auch Deformationsprojektile für Druckluftwaffen erhältlich, die aufgrund ihrer Bauart darauf ausgelegt sind, möglichst viel Energie an ihr Zielmedium abzugeben und so eine hohe Gewebezerstörung hervorrufen. Die Art und Schwere der Verletzungen wird dabei durch die Expansions- und Penetrationsfähigkeit dieser Projektile bestimmt. Eine systematische Untersuchung dieser Parameter, die zur Bestimmung des Gefährdungspotenzials und somit zur Beurteilung notwendiger klinischer Diagnostik- und Therapieschritte der Verletzungen zwingend notwendig sind, lag bisher nicht vor. In der vorliegenden Arbeit wurden das Deformationsverhalten sowie die Penetrationsfähigkeit verschiedener Deformationsprojektile im Kaliber 4,5 mm im Vergleich zu einem Referenzdiaboloprojektil in einem kinetischen Energiebereich von 3 bis 30 Joule systematisch untersucht. Nach der Bestimmung der ballistischen Basisparameter (Geschwindigkeit, Energie, Querschnittsbelastung) erfolgte der Beschuss von verschiedenen Simulanzmedien (Gelatine, Gelatine mit Hautsimulanz) sowie von Wasser. Die Vermessung der Projektile erfolgte vor und nach dem Beschuss mittels Messschieber und Messmikroskop. Das dynamische Verhalten der Projektile beim Durchdringen der Simulanzmedien wurde mittels Hochgeschwindigkeitsvideografie erfasst, um hieraus die Wirksamkeit der Projektile abzuleiten. Für alle Geschosstypen konnte eine energieabhängige Deformation und somit Vergrößerung der Querschnittsfläche nachgewiesen werden. Teilweise erreichten die untersuchten Geschosse schon im unteren Energiebereich relevante Verformungen. Mittels der Hochgeschwindigkeitsvideografie konnte nachgewiesen werden, dass sich für alle Geschosstypen ab einem gewissen Energieschwellenwert eine temporäre Wundhöhle ausbildet. Übertragen auf die medizinischen Fragestellungen dieser Arbeit bedeutet dies, dass durch die stärkere Verformung der Deformationsgeschosse im Vergleich zu den Referenzdiaboloprojektilen auch mit einer höheren Energieabgabe und somit schwereren Verletzungen zu rechnen ist. Die nachgewiesene Fähigkeit der untersuchten Projektile, temporäre Wundhöhlen auszubilden, bedeutet für die unfallchirurgische Behandlung und rechtsmedizinische Bewertung, dass nicht nur von direkten Verletzungen der Organstrukturen, die sich im primären Schusskanal des Geschosses befinden, auszugehen ist, sondern dass durch die indirekte Wirkung der temporären Wundhöhle auch Verletzungen von anatomischen Strukturen außerhalb des primären Schusskanals auftreten können.
Compared to gun control legislation in Germany, which is supposed to be one of the most stringent in Europe, gun control legislation in Vietnam is by far stricter. Private possession of guns is not possible in Vietnam. One key point in the German weapons act is the allowance for certain facilitations for airguns that impart kinetic energy of less than 7.5 J to the projectile. These airguns are freely available for purchase by persons 18 years of age or older. The 7.5 J limit is applied to airguns without further efinition of projectile characteristics like projectile head, projectile shape or projectile mass. In the course of a possible relaxation of gun control and facilitation of private gun ownership (especially of airguns) in Vietnam, an implementation of a kinetic energy limit, similar to the German 7.5 J limit, is conceivable. It was the aim of this cumulative doctoral thesis to investigate if this energy limit was a sufficient threshold to estimate the dangerousness of a weapon or projectile, especially in cases where the characteristics of the projectiles are fundamentally different from the “standard” projectiles which were basis for the implementation of this energy threshold in the German weapons act in 1968. The first study investigated basic ballistic parameters of plastic-sleeved composite projectiles in comparison to standard diabolo pellets. Although overall results were inconsistent, for some projectile–weapon combinations (particularly for spring-piston air guns), a significant change of the kinetic energy (− 53 up to + 48 %) to the reference projectile was observed. For some projectile types the legal limit of 7.5 J was exceeded by far. The second study focused on an uncommon discarding sabot airgun projectile (SUSSEX SABO). It was demonstrated, that the sabot principle works properly in high power airguns (E > 17 J), but separation of the core projectile from the sabot cup was also observed in mid- (E = 12.5 J) and low-energy (E < 7.5 J) airguns. While muzzle velocity and kinetic energy values of discarded sabot projectiles are comparable to conventional diabolo pellets, energy density (ED) and penetration capacity are significantly higher. Finally, the ballistic performance of a carbon dioxide-actuated arrow pistol (Arcus Arrowstar) was investigated. Compared to conventional diabolo pellets of a similar kinetic energy level, the penetration depth of this arrow projectile was increased by approximately 35 %. This high penetration capacity was mainly caused by the uncommon projectile characteristics (high cross-sectional density q and pointed arrow head). The findings of this work reveal that special projectile types, like the plastic-sleeved composite pellets, might substantially increase the muzzle energy of airguns. Other uncommon projectile types (like the SUSSEX SABO projectile or the Arcus Arrowstar projectile) exert a higher penetration capacity whereas kinetic energy is similar to standard diabolo pellets and is still beneath the legal limit. For these uncommon projectile types, the 7.5 J limit implemented in the German weapons act is not a sufficient threshold. As demonstrated, next to kinetic energy E and energy density ED, the characteristics of the projectile influence their ballistic parameters. So it is strongly recommended to specify legal kinetic energy limits in gun control legislation in greater detail. The design characteristics of the projectiles (cross-sectional density q and design of the projectile head) should be appropriately taken into consideration.