ASTM F2582-20 Standardowa metoda badania dynamicznego uderzenia pomiędzy elementami stawu biodrowego udowego i panewkowego

Standard „ASTM F2582-20 Standardowa metoda testowa dynamicznego zderzenia między elementami kości udowej i panewki stawu biodrowego” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje procedurę symulowania dynamicznego uderzenia pomiędzy elementami kości udowej i panewką w protezie stawu biodrowego. Norma ta obejmuje późniejszą ocenę jakościową rodzajów uszkodzeń oraz, jeśli to konieczne, ilościową ocenę zmian wytrzymałości połączenia elementów modułowych.

Tę metodę testową można zastosować do oceny kolizji pomiędzy komponentami kości udowej a następującymi komponentami: jednoczęściowymi, modułowymi, półusztywnianymi, bipolarnymi, usztywnionymi lub o podwójnym działaniu komponentami panewki wykonanymi z materiałów polimerowych, metalowych lub ceramicznych.

Elementy kości udowej i panewki ocenia się pod kątem pęknięć zmęczeniowych, deformacji, rozwarstwień, zużycia i pęknięć (elementy ceramiczne) w warunkach uderzenia dynamicznego. Projekty modułowych protez panewkowych należy ocenić pod kątem dodatkowych mechanizmów uszkodzeń wpływających na dowolne komponenty lub mechanizmy blokujące. Przykłady rodzajów uszkodzeń modułowych protez panewkowych obejmują oddzielenie i poluzowanie dowolnego elementu lub mechanizmu blokującego lub jedno i drugie.

Opisana metoda badawcza może być wykorzystana do oceny właściwości dynamicznych. Do symulacji znanych warunków klinicznych można zastosować różne wspólne siły reakcji i uderzenia.

Tę metodę testowania należy stosować do oceny i porównania różnych konstrukcji protez kości udowej i panewkowej w celu oceny tolerancji na uszkodzenia w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Chociaż opisana metodologia ma na celu określenie fizjologicznie istotnych ruchów i warunków obciążenia, interpretacja wyników ogranicza się do porównania in vitro różnych konstrukcji protez kości udowej i panewki pod kątem ich odporności na uszkodzenia spowodowane uderzeniami w określonych warunkach testowych.

Urządzenie udarowe powinno zasadniczo posiadać następujące cechy:

• Oś musi być w stanie przyłożyć stałą siłę obciążenia ściskającego w przypadku obciążenia statycznego.
• Trzy osie ruchu muszą umożliwiać kontrolowanie i monitorowanie przemieszczenia kątowego.
• Sprzęt, „Standardowe praktyki ASTM E4-13 dotyczące weryfikacji siły maszyn testujących” do wymagań powinno być odpowiednie. Obciążenia stosowane do określenia wytrzymałości połączenia muszą mieścić się w zakresie maszyny wytrzymałościowej zgodnie z definicją zawartą w niniejszej normie.
• Obciążenie ściskające należy przyłożyć poprzez unieruchomienie umożliwiające oddzielenie protezy panewkowej od protezy kości udowej podczas próby udarności. W przypadku zasady testu należy zapoznać się z liczbą podaną w normie. Proteza panewki może poruszać się swobodnie w płaszczyźnie poziomej, ale nie może obracać się wokół osi obciążenia. W przypadku symulatorów bioder, które nie spełniają tych wymagań, należy uzasadnić odstępstwa od standardowej konfiguracji badania. Elementy o podwójnej mobilności można zabezpieczyć za pomocą ogranicznika obrotu, aby umożliwić badanie udarności ruchomych elementów.

Wszystkie komponenty panewki i kości udowej muszą odpowiadać produktom o jakości implantu. Powinno to obejmować wszystkie procesy sterylizacji, w przypadku których sterylizacja może mieć wpływ na wyniki.

Należy zidentyfikować i uzasadnić najgorsze przypadki dla wszystkich warunkowo dopuszczalnych rodzajów uszkodzeń. najgorsze przypadki) mogą się różnić w zależności od rodzaju uszkodzenia.

Należy wziąć pod uwagę wszystkie elementy badania, w tym takie aspekty, jak przesunięcie główki, geometria korpusu, jakość i materiał powierzchni oraz geometria elementów panewki, jakość powierzchni i materiał. Podczas testowania mogą wystąpić odkształcenia i zużycie komponentów, a jeśli tak się stanie, będą się one stale zmieniać, a potencjał zmian zostanie uwidoczniony w przypadku zmiany położenia komponentu. Rozważając nieznane geometrie, obliczenia naprężeń kontaktowych i innych naprężeń w komponentach wymaganych do analizy najgorszego przypadku, takich jak naprężenia w obszarze mechanizmu blokującego, muszą uwzględniać wyprodukowaną, nieodkształconą geometrię komponentów.

Rozważając najgorszy ogólnie przypadek dla każdego rodzaju uszkodzenia, należy rozważyć, w jaki sposób odkształcenie i zużycie będą miały wpływ na najgorszy przypadek ogółem.

Jedną z możliwych technik jest modelowanie kontaktu szyjka-obręcz przy użyciu metody elementów skończonych w celu określenia konfiguracji maksymalnego naprężenia w celu wsparcia analizy najgorszego przypadku. W najgorszym przypadku można uwzględnić geometrię styku, wykończenie materiału, najcieńsze elementy panewki, komponenty o najniższej początkowej sile blokowania, komponenty wykazujące bezpośredni kontakt metal z metalem oraz materiały komponentów o najniższej wytrzymałości.

Do badań wykorzystuje się co najmniej trzy próbki. Próbki polimerów muszą być wstępnie przygotowane zgodnie ze standardem sztucznego starzenia ASTM F2003-02.

Wśród licznych testów, pomiarów, analiz i badań ewaluacyjnych, jakie zapewnia przedsiębiorstwom z różnych sektorów, nasza organizacja, dysponując wyszkoloną i fachową kadrą oraz zaawansowanym sprzętem technologicznym, wykonuje badania określone w normie „ASTM F2582-20 Standardowa metoda testowa dla dynamicznych kolizja elementów stawu biodrowego udowego i panewkowego”. Świadczy również usługi.