Standardowa praktyka ASTM F1440-92 dotycząca cyklicznego badania zmęczenia elementów kości udowej pozbawionych skrętu z trzonkiem metalowym

„Standardowa praktyka ASTM F1440-92 dotycząca cyklicznego badania zmęczeniowego elementów kości udowej pozbawionej skrętu metalowego trzpienia stawu biodrowego” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metodę badania zmęczeniowego metalowych elementów trzpienia udowego stosowanych w endoprotezoplastyce stawu biodrowego . Opisana metoda ma na celu ocenę porównania różnych konstrukcji i materiałów stosowanych w elementach trzpieniowych kości udowej stosowanych w endoprotezoplastyce. Niniejsza aplikacja obejmuje procedury wykonywania badań zmęczeniowych z wykorzystaniem okresowej siły o stałej amplitudzie (jako funkcji odkształcenia).

Niniejsza metoda testowania ma zastosowanie przede wszystkim do protez jednoczęściowych i komponentów modułowych. Protezy nie powinny mieć łuku przedniego/tylnego i mieć prawie prosty przekrój poprzeczny w dystalnych 50 mm trzpieniu. To zastosowanie może wymagać modyfikacji w celu dostosowania do innych konstrukcji trzpienia kości udowej.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Płaszczyzna wspornika odnosi się do płaszczyzny prostopadłej do linii przyłożenia obciążenia na poziomie, na którym uchwyt staje się niepodparty.
• Oś dystalna trzpienia odnosi się do linii środkowej w przednim/tylnym rzucie najbardziej dystalnych 50 mm trzpienia.
• Szacowany maksymalny moment zginający to maksymalne obciążenie pomnożone przez ramię momentu nieobciążonego.
• Geometryczny środek ciężkości (płaszczyzna wspornika) to punkt w polu przekroju poprzecznego płaszczyzny wspornika, którego współrzędne są średnimi wartościami współrzędnych wszystkich punktów w obszarze.
• Linia zastosowania obciążenia odnosi się do osi obciążenia maszyny wytrzymałościowej.

Aplikację tę można wykorzystać do identyfikacji wpływu materiałów, produkcji i zmiennych projektowych na wytrzymałość zmęczeniową metalowych elementów trzpienia kości udowej poddawanych cyklicznym obciążeniom przez stosunkowo dużą liczbę cykli. W proponowanym teście przyjęto najgorszy przypadek utraty bliższego podparcia tułowia. Uznaje się również, że w przypadku niektórych materiałów środowisko może mieć wpływ na reakcję na obciążenie cykliczne. W raporcie należy wyjaśnić zastosowane środowisko testowe oraz uzasadnienie wyboru tego środowiska.

Uznaje się, że prawdziwe warunki obciążenia in vivo nie mają stałej amplitudy. Jednakże nie ma wystarczających informacji, aby stworzyć standardowe widma obciążenia dla komponentów kości udowej z metalowymi trzpieniami. W związku z tym zaproponowano prostą okresową siłę o stałej amplitudzie.

Aby dane dotyczące zmęczenia trzpieni kości udowej były przydatne do celów porównawczych, muszą być odtwarzalne w różnych laboratoriach. W związku z tym niezbędne jest ustanowienie jednolitych procedur.

Wybrana próbka musi mieć tę samą geometrię co końcowy produkt gotowy, a łodyga musi być w końcowym stanie wykończonym.

Próbkę należy zamknąć w odpowiedniej zawiesinie w sztywnej wnęce. Powszechnie stosowaną zaprawą jest polimetakrylan metylu (PMMA, cement kostny), który jest polimeryzowany na miejscu. Minimalna grubość zaprawy powinna wynosić 1 cm. Chociaż zalecaną zaprawą jest cement kostny, można zastosować inne materiały, pod warunkiem, że nie wchodzą one w interakcję chemiczną lub mechaniczną z badaną próbką.

Uchwyty badawcze należy skonstruować w taki sposób, aby linia przyłożenia obciążenia znajdowała się w przedniej/tylnej płaszczyźnie symetrii podpartej części trzpienia. Urządzenia badawcze powinny być tak skonstruowane, aby linia przyłożenia obciążenia przechodziła przez środek kuli.

Urządzenie załadowcze powinno zawierać mechanizm o niskim tarciu z łożyskami kulkowymi lub wałeczkowymi, aby zminimalizować obciążenia nieprostopadłe do płaszczyzny wspornika. Przykład takiego mechanizmu znajduje się w załączniku do normy (Załącznik X1).

Nasza organizacja, dysponująca wyszkolonym i specjalistycznym personelem oraz zaawansowanym sprzętem technologicznym, wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen, które zapewnia przedsiębiorstwom z różnych sektorów, definiuje „Standardową praktykę ASTM F1440-92 dotyczącą cyklicznego badania zmęczenia elementów nieskrętnych metalowy trzpień, elementy kości udowej, endoprotezoplastyka stawu biodrowego. Świadczy również usługi testowania.