ASTM F2183-02 Стандартен метод за изпитване за изпитване с малък удар на полиетилен с ултрависоко молекулно тегло, използван в хирургически импланти

В „Стандартния метод за изпитване ASTM F2183-02 за изпитване на малък удар на полиетилен със свръхвисоко молекулно тегло, използван в хирургически импланти“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), се посочва, че миниатюрни дискови проби (0,5 mm дебелина и 6,4 mm в диаметър) са малки. Описан е метод за изпитване за определяне на механичното поведение на полиетилен със свръхвисоко молекулно тегло (UHMWPE) чрез изпитване на пробиване. Този метод на тестване е предназначен за:

• Характеризиране на UHMWPE хирургически материали след екструзия на рама или пресоване
• Оценяване на импланти, произведени след радиационно кръстосано свързване и стерилизация
• Тестване на импланти, извадени от човешкото тяло

Параметрите на теста за малка пункция, а именно пиково натоварване, пределно изместване, пределно натоварване и работа до повреда, осигуряват измервания на провлачването, крайната якост, пластичността и издръжливостта на UHMWPE при условия на многоосно натоварване. Тъй като механичното поведение на UHMWPE е различно при натоварване при условия на едноосно и многоосно натоварване, тестът за малка пункция е единственият, определен за медицински клас UHMWPE от „Стандартна спецификация ASTM F648-21 за полиетиленов прах с ултрависоко молекулно тегло и произведена форма за хирургически импланти.

Освен че се използва като изследователски инструмент при анализ за извличане на импланти, тестът за малка пункция може да се използва като лабораторен скринингов тест за оценка на нови UHMWPE материали, като тези, образувани чрез облъчване с гама или електронен лъч. Този метод за изпитване също е много подходящ за характеризиране на UHMWPE преди и след ускорено стареене и в този контекст може да осигури последователността на механичното разграждане на различни UHMWPE проби след окислително разграждане.

Тестът с малък удар е приложен към други полимери, включително полиметилметакрилат (PMMA), костен цимент, полиацетал и полиетилен с висока плътност (HDPE). Въпреки това, изпитването с малък удар на полимери, различни от UHMWPE, е извън обхвата на този стандарт.

Техниките за тестване на микропроби се използват за характеризиране на механичното поведение на UHMWPE изходни материали и хирургически импланти след производство, стерилизация, срок на годност, радиационно омрежване, термична обработка и имплантиране. Освен това, експериментални UHMWPE материали могат да бъдат оценени след ускорено стареене и симулация на износване на бедрата или коляното.

Следователно, тестът с малък удар се използва за определяне на връзките между характеристиките на износване и механичното поведение на UHMWPE. Този метод на изпитване може също да се използва за класиране на механичното поведение на UHMWPE спрямо референтен контролен материал. Резултатите от теста за малък удар може да варират в зависимост от подготовката на пробата, скоростта на теста и средата на теста. Следователно, ако е необходимо точно сравнение, тези фактори трябва да бъдат зададени правилно.

Оборудването, използвано в тези тестове, включва:

• Малкият тестер за поансон се състои от полусферичен поансон, матрица и водач на поансона. Всяка част е изработена от закалена стомана. Водачът се използва за подравняване на оста. Вътрешният диаметър на направляващия отвор е 2,57 mm, дълбочината на вдлъбнатата част на образеца е 0,51 mm, а диаметърът му е 6,40 mm. Функцията на формата е да държи пробата по време на тестване. Вътрешният диаметър на отвора е 3,81 mm. Диаметърът на поансона с полусферична глава е 2,50 мм.
• Машината за изпитване е подходяща машина, състояща се от задвижващ механизъм и устройство за показване на натоварването, описано в стандарта „ASTM D695-15 Стандартен метод за изпитване за свойства на натиск на твърди пластмаси“. Капацитетът на товароиндикаторното устройство е 250 N. Точността на устройството трябва да се проверява поне веднъж годишно.
• Тестовете също така използват компресометър за измерване на дължината между матрицата и поансона по време на тестване. Ако собственото изместване на тестовото устройство се различава с по-малко от 1 процент от стойността, измерена с правилно калибриран компресометър, може да се използва изместването на устройството.
• Затягащата плоча е свързана със затягаща плоча или инструмент, който пренася натоварването.
• Разделителната способност на микрометъра, използван за измерване на диаметъра и дебелината на пробата, е 0,0025 mm.
• Термометър или термодвойка, която измерва тестовата температура в диапазона от 20-24 градуса, трябва да може да измерва до 0,1 градуса.

Сред многобройните проучвания за тестване, измерване, анализ и оценка, които предоставяме за бизнеса в различни сектори, нашата организация, със своя обучен и експертен персонал и усъвършенствано технологично оборудване, предоставя „Стандартен метод за изпитване ASTM F2183-02 за изпитване на малък удар на свръхвисоки полиетилен с молекулно тегло, използван в хирургически импланти" Той също така предоставя услуги за тестване, определени в стандарта.