ASTM F2183-02 Štandardná testovacia metóda pre malé dierovacie testovanie polyetylénu s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou používaného v chirurgických implantátoch

V „štandardnej testovacej metóde ASTM F2183-02 na testovanie polyetylénu s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou používaného v chirurgických implantátoch malým razením“, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), sa uvádza, že vzorky miniatúrnych diskov (hrúbka 0,5 mm a 6,4 mm v priemere) sú malé. Je opísaná testovacia metóda na stanovenie mechanického správania polyetylénu s ultravysokou molekulovou hmotnosťou (UHMWPE) testovaním vpichom. Táto testovacia metóda je navrhnutá tak, aby:

• Charakterizujúce chirurgické materiály UHMWPE po extrúzii barana alebo lisovaní
• Hodnotenie implantátov vyrobených po radiačnom zosieťovaní a sterilizácii
• Testovanie implantátov odstránených z ľudského tela

Parametre skúšky malým prierazom, menovite špičkové zaťaženie, medzné premiestnenie, medzné zaťaženie a práca do porušenia, poskytujú merania klzu, medznej pevnosti, ťažnosti a húževnatosti UHMWPE v podmienkach viacosového zaťaženia. Pretože mechanické správanie UHMWPE je pri zaťažení pri jednoosovom a viacosovom zaťažení odlišné, test malým prepichnutím je jediný, ktorý je špecifikovaný pre UHMWPE lekárskej kvality podľa „štandardnej špecifikácie ASTM F648-21 pre polyetylénový prášok s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou a vyrobenú formu. pre chirurgické implantáty.“ Poskytuje doplnkovú mechanickú testovaciu techniku ​​k testovaniu axiálneho ťahu.

Okrem toho, že sa používa ako výskumný nástroj pri analýze získavania implantátov, test malej punkcie sa môže použiť ako laboratórny skríningový test na vyhodnotenie nových materiálov UHMWPE, ako sú materiály vytvorené ožiarením gama alebo elektrónovým lúčom. Táto testovacia metóda je tiež vhodná na charakterizáciu UHMWPE pred a po zrýchlenom starnutí a v tomto kontexte môže poskytnúť sekvenovanie mechanickej degradácie rôznych vzoriek UHMWPE po oxidačnej degradácii.

Skúška malým úderom bola aplikovaná na iné polyméry vrátane polymetylmetakrylátu (PMMA), kostného cementu, polyacetálu a polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE). Avšak malé razenie polymérov iných ako UHMWPE je mimo rozsahu tejto normy.

Techniky testovania mikrovzoriek sa používajú na charakterizáciu mechanického správania UHMWPE zásobných materiálov a chirurgických implantátov po výrobe, sterilizácii, skladovateľnosti, radiačnom zosieťovaní, tepelnom spracovaní a implantácii. Okrem toho je možné experimentálne materiály UHMWPE vyhodnotiť po zrýchlenom starnutí a simulácii opotrebovania bedier alebo kolien.

V dôsledku toho sa test malým razením používa na určenie vzťahov medzi výkonom opotrebovania a mechanickým správaním UHMWPE. Táto testovacia metóda sa môže použiť aj na hodnotenie mechanického správania UHMWPE oproti referenčnému kontrolnému materiálu. Výsledky malých dierovacích testov sa môžu líšiť v závislosti od prípravy vzorky, rýchlosti testu a testovacieho prostredia. Preto ak je potrebné presné porovnanie, tieto faktory musia byť správne nastavené.

Zariadenie použité v týchto testoch zahŕňa:

• Malý razník sa skladá z pologuľového razidla, matrice a vodidla razidla. Každý kus je vyrobený z tvrdenej ocele. Vodidlo sa používa na zarovnanie osi. Vnútorný priemer vodiaceho otvoru je 2,57 mm, hĺbka konkávnej časti vzorky je 0,51 mm a jej priemer je 6,40 mm. Funkciou formy je držať vzorku počas testovania. Vnútorný priemer otvoru matrice je 3,81 mm. Priemer dierovača pologuľovej hlavy je 2,50 mm.
• Skúšobný stroj je vhodný stroj pozostávajúci z hnacieho mechanizmu a zariadenia na indikáciu zaťaženia, opísaný v norme „ASTM D695-15 Štandardná skúšobná metóda pre tlakové vlastnosti tuhých plastov“. Kapacita zariadenia indikátora zaťaženia je 250 N. Presnosť prístroja by sa mala overiť aspoň raz ročne.
• Pri testoch sa tiež používa kompresometer na meranie dĺžky medzi matricou a razníkom počas testovania. Ak sa vlastný posun testovacieho zariadenia líši o menej ako 1 percento od hodnoty nameranej pomocou správne kalibrovaného komprimometra, možno použiť posun zariadenia.
• Upínacia doska je spojená s upínacou doskou alebo nástrojom, ktorý prenáša zaťaženie.
• Rozlíšenie mikrometra použitého na meranie priemeru a hrúbky vzorky je 0,0025 mm.
• Teplomer alebo termočlánok, ktorý meria testovaciu teplotu v rozsahu 20-24 stupňov, by mal byť schopný merať až do 0,1 stupňa.

Spomedzi mnohých testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, ktoré poskytuje pre podniky v rôznych sektoroch, naša organizácia so svojím vyškoleným a odborným personálom a pokročilým technologickým vybavením poskytuje „štandardnú testovaciu metódu ASTM F2183-02 pre malý dierovací test ultravysokých polyetylén s molekulovou hmotnosťou používaný v chirurgických implantátoch“ Poskytuje tiež testovacie služby definované v norme.