Dans le « Guide standard ASTM F1714-96 pour l'évaluation gravimétrique de l'usure des conceptions de hanches prothétiques dans des dispositifs de simulation » développé par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), il est indiqué que pour évaluer les propriétés d'usure des matériaux ou des dispositifs, ou des deux , destinée à être utilisée comme surfaces d'appui de prothèses de remplacement d'articulation de hanche humaine. L'invention concerne un procédé de test utilisant une technique de perte de poids.
Les arthroplasties de la hanche sont évaluées dans un appareil destiné à simuler les conditions tribologiques rencontrées dans l'articulation de la hanche humaine. Étant donné que la méthode du simulateur de hanche permet d'utiliser des conceptions d'implants, des matériaux et des combinaisons de charge/mouvement physiologiques réels, elle peut représenter une simulation plus physiologique que les tests de dépistage d'usure de base tels que le disque à broche (ASTM F732-00) ou le disque en anneau ( ISO 6474).
L'objectif de ce guide est de classer les combinaisons de conceptions et de matériaux d'implants en termes de taux d'usure des matériaux dans des conditions physiologiques simulées. Cependant, il existe de nombreuses variations possibles dans les conditions in vivo ; une seule simulation en laboratoire avec un ensemble fixe de paramètres peut ne pas être universellement représentative.
Les matériaux de référence pour l'évaluation comparative des matériaux candidats, des nouveaux dispositifs ou composants, ou une combinaison de ceux-ci, sont des matériaux extrudés ou moulés par compression, de poids moléculaire ultra élevé, basés sur des surfaces de contact standard (acier inoxydable, alliage cobalt-chrome-molybdène, cobalt traité thermomécaniquement). chrome, céramique d'alumine). Le polyéthylène aura un taux d'usure, une qualité de prothèse typique, une finition de surface et une géométrie similaires à celles ayant des antécédents cliniques établis. Ces matériaux de référence sont testés dans les mêmes conditions d'usure que les matériaux candidats.
Cette ligne directrice utilise une méthode de perte de poids pour déterminer l'usure des composants polymères utilisés avec les prothèses de l'articulation de la hanche, en utilisant du sérum ou un fluide équivalent éprouvé et en opérant sous un profil de charge dynamique représentatif des forces de l'articulation de la hanche humaine pendant la marche.
La base de cette méthode de perte de poids pour la mesure de l'usure a été développée à l'origine pour des études sur l'usure des broches sur les disques et a été étendue aux prothèses totales de hanche, aux prothèses fémoro-tibiales du genou et aux prothèses fémoropatellaires du genou.
Bien que l'usure provoque un changement dans les dimensions physiques de l'échantillon, elle diffère des changements dimensionnels dus au fluage ou à la déformation plastique car l'usure entraîne généralement l'enlèvement de matière sous forme de particules de débris polymères, entraînant une perte de poids de l'échantillon. .
Ce guide de mesure de l'usure des composants polymères convient à divers dispositifs de simulation. Ces techniques peuvent être utilisées avec des surfaces de comptoir en métal, en céramique, en carbone, en polymère et en composite qui reposent contre un matériau polymère (par exemple, polyéthylène, polyacétal, etc.). Par conséquent, cette méthode de perte de poids a une application universelle pour les études d’usure des prothèses totales de hanche avec roulements en polymère. Cette méthode de perte de poids n'a pas été validée pour les systèmes porteurs en matériaux haute densité tels que métal-métal, carbone-carbone ou céramique-céramique. L'usure progressive de ces combinaisons de roulements durs a généralement été surveillée à l'aide de transducteurs linéaires à déplacement variable ou d'autres techniques profilométriques.
Les composants d'arthroplastie de la hanche, ou arthroplastie de la hanche, consistent en une configuration à rotule où des matériaux tels que des polymères, des composites, des alliages métalliques, des céramiques et du carbone sont utilisés dans diverses combinaisons et conceptions.
Dans une machine à échantillons multiples pendant les tests, les composants sont conservés dans des pièces séparées et isolées pour éviter la contamination d'un ensemble de composants par des débris provenant d'un autre test. La chambre doit être entièrement constituée de matériaux non corrosifs, tels que du plastique acrylique ou de l'acier inoxydable, et peut être facilement retirée de la machine pour un nettoyage approfondi entre les tests. Les chambres d'usure sont conçues de manière à ce que les surfaces du banc d'essai soient immergées dans le lubrifiant tout au long du test).
Puisque l'usure sera déterminée à partir de la perte de poids des composants, la méthode de montage des composants dans la chambre d'essai ne doit pas compromettre la précision de l'évaluation de la perte de poids due à l'usure.
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