روش تست استاندارد ASTM F2183-02 برای تست پانچ کوچک پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا مورد استفاده در ایمپلنت های جراحی

در "روش تست استاندارد ASTM F2183-02 برای تست پانچ کوچک پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا مورد استفاده در ایمپلنت های جراحی" که توسط انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM) توسعه یافته است، بیان شده است که نمونه های دیسک مینیاتوری (ضخامت 0,5 میلی متر) و 6,4 میلی متر قطر) یک روش آزمایشی برای تعیین رفتار مکانیکی پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE) با آزمایش سوراخ توصیف شده است. این روش تست برای موارد زیر طراحی شده است:

• مشخص کردن مواد جراحی UHMWPE پس از اکستروژن قوچ یا قالب گیری فشرده
• ارزیابی ایمپلنت های تولید شده پس از پیوند متقاطع پرتو و استریلیزاسیون
• آزمایش ایمپلنت های برداشته شده از بدن انسان

پارامترهای آزمایش سوراخ کوچک، یعنی بار اوج، جابجایی نهایی، بار نهایی، و کار تا شکست، اندازه گیری تسلیم، استحکام نهایی، شکل پذیری و چقرمگی UHMWPE را در شرایط بارگذاری چند محوری فراهم می کند. از آنجایی که رفتار مکانیکی UHMWPE هنگام بارگیری تحت شرایط بارگذاری تک محوری و چند محوری متفاوت است، آزمایش سوراخ کوچک تنها آزمایشی است که برای UHMWPE درجه پزشکی توسط «مشخصات استاندارد ASTM F648-21 برای پودر پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا و فرم تولیدی مشخص شده است. برای ایمپلنت های جراحی یک تکنیک تست مکانیکی تکمیلی برای تست کششی محوری ارائه می دهد.

علاوه بر استفاده به عنوان یک ابزار تحقیقاتی در تجزیه و تحلیل بازیابی ایمپلنت، تست سوراخ کوچک می تواند به عنوان یک آزمایش غربالگری آزمایشگاهی برای ارزیابی مواد جدید UHMWPE، مانند مواردی که توسط تابش پرتو گاما یا الکترونی تشکیل شده اند، استفاده شود. این روش آزمایش همچنین برای توصیف UHMWPE قبل و بعد از پیری سریع مناسب است و در این زمینه، می‌تواند توالی تخریب مکانیکی نمونه‌های مختلف UHMWPE را پس از تخریب اکسیداتیو فراهم کند.

آزمایش پانچ کوچک برای سایر پلیمرها از جمله پلی متیل متاکریلات (PMMA)، سیمان استخوانی، پلی استال و پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) اعمال شده است. با این حال، آزمایش پانچ کوچک پلیمرهای غیر از UHMWPE خارج از محدوده این استاندارد است.

تکنیک‌های تست میکرونمونه برای توصیف رفتار مکانیکی مواد اولیه UHMWPE و ایمپلنت‌های جراحی پس از ساخت، عقیم‌سازی، ماندگاری، پیوند متقابل پرتو، درمان حرارتی و کاشت استفاده می‌شود. علاوه بر این، مواد تجربی UHMWPE را می توان پس از افزایش سن و شبیه سازی سایش لگن یا زانو ارزیابی کرد.

در نتیجه، آزمون پانچ کوچک برای تعیین روابط بین عملکرد سایش و رفتار مکانیکی UHMWPE استفاده می‌شود. این روش تست همچنین می تواند برای رتبه بندی رفتار مکانیکی UHMWPE در برابر یک ماده کنترل مرجع استفاده شود. نتایج تست پانچ کوچک ممکن است بسته به آماده سازی نمونه، سرعت تست و محیط آزمایش متفاوت باشد. بنابراین، در صورت نیاز به مقایسه دقیق، این عوامل باید به درستی تنظیم شوند.

تجهیزات مورد استفاده در این آزمایش ها عبارتند از:

• دستگاه پانچ تستر کوچک از یک پانچ نیمکره، قالب و راهنمای پانچ تشکیل شده است. هر قطعه از فولاد سخت شده ساخته شده است. راهنما برای تراز کردن محور استفاده می شود. قطر داخلی سوراخ راهنما 2,57 میلی متر، عمق قسمت مقعر نمونه 0,51 میلی متر و قطر آن 6,40 میلی متر است. وظیفه قالب نگهداری نمونه در طول آزمایش است. قطر داخلی سوراخ قالب 3,81 میلی متر است. قطر پانچ سر نیمکره ای 2,50 میلی متر است.
• دستگاه تست یک ماشین مناسب متشکل از یک مکانیزم محرک و یک دستگاه نشان دهنده بار است که در استاندارد "روش تست استاندارد ASTM D695-15 برای خواص فشاری پلاستیک های صلب" توضیح داده شده است. ظرفیت دستگاه نشانگر بار 250 نیوتن می باشد. صحت دستگاه باید حداقل سالی یک بار بررسی شود.
• در آزمایش‌ها همچنین از یک کمپرسومتر برای اندازه‌گیری طول بین قالب و پانچ در طول آزمایش استفاده می‌شود. اگر جابجایی خود دستگاه آزمایش کمتر از 1 درصد با مقدار اندازه گیری شده با کمپرسومتر کالیبره شده مناسب تفاوت داشته باشد، می توان از جابجایی دستگاه استفاده کرد.
• صفحه گیره به صفحه یا ابزاری که بار را انتقال می دهد متصل می شود.
• وضوح میکرومتر مورد استفاده برای اندازه گیری قطر و ضخامت نمونه 0,0025 میلی متر است.
• دماسنج یا ترموکوپلی که دمای آزمایش را در محدوده 20-24 درجه اندازه گیری می کند باید بتواند تا 0,1 درجه را اندازه گیری کند.

در میان آزمایش‌ها، اندازه‌گیری‌ها، تحلیل‌ها و ارزیابی‌های متعددی که برای کسب‌وکارها در بخش‌های مختلف ارائه می‌کند، سازمان ما با کارکنان آموزش‌دیده و متخصص و تجهیزات فن‌آوری پیشرفته، «روش تست استاندارد ASTM F2183-02 را برای تست پانچ کوچک فوق‌العاده بالا ارائه می‌کند. پلی اتیلن با وزن مولکولی مورد استفاده در ایمپلنت های جراحی" همچنین خدمات تست تعریف شده در استاندارد را ارائه می دهد.