ASTM F1440-92 Standardpraxis für die zyklische Ermüdungsprüfung von torsionsfreien Hüftendoprothetik-Femurkomponenten mit Metallschaft

Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte „ASTM F1440-92-Standardpraxis für zyklische Ermüdungsprüfungen torsionsfreier Metallschaft-Hüftendoprothetik-Femurkomponenten“ beschreibt eine Methode zur Ermüdungsprüfung von Metallschaft-Femurkomponenten, die in der Hüftendoprothetik verwendet werden . Die beschriebene Methode soll dazu dienen, den Vergleich verschiedener Designs und Materialien für Schaft-Femurkomponenten in der Endoprothetik auszuwerten. Diese Anwendung umfasst Verfahren zur Durchführung von Ermüdungstests unter Verwendung einer periodischen Kraft mit konstanter Amplitude (als Dehnungsfunktion).

Diese Prüfmethode ist vor allem für einteilige Prothesen und modulare Komponenten anwendbar. Prothesen sollten keinen vorderen/hinteren Bogen aufweisen und in den distalen 50 mm des Schafts einen nahezu geraden Querschnitt haben. Diese Anwendung erfordert möglicherweise Modifikationen, um sie an andere Femurschaftdesigns anzupassen.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Die Auslegerebene bezieht sich auf eine Ebene senkrecht zur Lastangriffslinie auf der Ebene, auf der der Griff nicht mehr unterstützt wird.
• Die distale Schaftachse bezieht sich auf die Mittellinie in der anterioren/posterioren Projektion der distalsten 50 mm des Schafts.
• Das geschätzte maximale Biegemoment ist die maximale Belastung multipliziert mit dem unbelasteten Momentenarm.
• Der geometrische Schwerpunkt (Auslegerebene) ist der Punkt in der Querschnittsfläche der Auslegerebene, dessen Koordinaten die Durchschnittswerte der Koordinaten aller Punkte in der Fläche sind.
• Die Lastangriffslinie bezieht sich auf die Belastungsachse der Prüfmaschine.

Diese Anwendung kann verwendet werden, um die Auswirkungen von Materialien, Herstellung und Designvariablen auf die Ermüdungsbeständigkeit von metallischen Schaftkomponenten des Femurs zu identifizieren, die über eine relativ große Anzahl von Zyklen einer zyklischen Belastung ausgesetzt sind. Der vorgeschlagene Test geht von einer Worst-Case-Situation aus, bei der die proximale Unterstützung des Rumpfes verloren geht. Es wird auch anerkannt, dass bei einigen Materialien die Umgebung einen Einfluss auf die Reaktion auf zyklische Belastung haben kann. Die verwendete Testumgebung und die Gründe für die Wahl dieser Umgebung sollten im Bericht erläutert werden.

Es wird anerkannt, dass die tatsächlichen Belastungsbedingungen in vivo keine konstante Amplitude aufweisen. Es liegen jedoch nicht genügend Informationen vor, um Standardlastkollektive für Femurkomponenten mit Metallschäften zu erstellen. Dementsprechend wird eine einfache periodische Kraft mit konstanter Amplitude vorgeschlagen.

Um zum Vergleich nützlich zu sein, müssen Ermüdungsdaten an Femurschäften zwischen verschiedenen Labors reproduzierbar sein. Daher ist die Etablierung einheitlicher Verfahren unerlässlich.

Das ausgewählte Muster muss die gleiche Geometrie wie das Endprodukt haben und der Stiel muss sich im Endzustand befinden.

Die Probe sollte durch eine geeignete Aufschlämmung in einem starren Hohlraum eingeschlossen werden. Ein üblicher Mörtel ist Polymethylmethacrylat (PMMA, Knochenzement), das in situ polymerisiert wird. Die Mindestdicke des Mörtels sollte 1 cm betragen. Obwohl Knochenzement als Mörtel empfohlen wird, können auch andere Materialien verwendet werden, sofern diese weder chemisch noch mechanisch mit der Testprobe interagieren.

Testvorrichtungen sollten so konstruiert sein, dass die Lastangriffslinie in der anterioren/posterioren Symmetrieebene des Implantats des gestützten Teils des Schafts liegt. Prüfvorrichtungen sollten so konstruiert sein, dass die Lastangriffslinie durch die Mitte der Kugel verläuft.

Die Ladevorrichtung sollte über einen reibungsarmen Mechanismus mit Kugel- oder Rollenlagern verfügen, um Belastungen zu minimieren, die nicht senkrecht zur Auslegerebene verlaufen. Ein Beispiel für einen solchen Mechanismus ist im Anhang der Norm (Anhang X1) enthalten.

Unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung definiert neben den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die sie für Unternehmen in verschiedenen Branchen anbietet, die „ASTM F1440-92-Standardpraxis für zyklische Ermüdungsprüfungen ohne Torsion“. „Metallschaft-Hüftendoprothetik-Femurkomponenten“-Standard. Es werden auch Prüfdienstleistungen angeboten.