ASTM F3161-16 standardtestmetod för finita elementanalys (FEA) av metalliska ortopediska totala knälårbenskomponenter under avstängda förhållanden

I standarden "ASTM F3161-16 Standard testmetod för finita elementanalys (FEA) av metalliska ortopediska totala knä femorala komponenter under stängningsförhållanden" utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM), är finita elementanalys (FEA) tekniker. används för uppskattning av spänningar och töjningar. Kraven och övervägandena för numerisk simulering av metalliska ortopediska cementerade och cementfria totala lårbenskomponenter. Denna standard är endast tillämplig på spänningar under sträckgränsen, som specificeras i materialcertifikatet.

Denna testmetod innehåller krav för utveckling av finita elementmodeller som används vid utvärdering av metalliska ortopediska totala knä femoral komponentdesigner i syfte att förutsäga statiska implantatpåkänningar och töjningar. Denna procedur används för värsta tänkbara utvärdering inom en familj av implantatstorlekar för att säkerställa effektiviteten i mängden fysiska tester som ska utföras. Rekommenderade procedurer för att utföra modellkontroller och validering tillhandahålls för att avgöra om analysen följer rekommenderade riktlinjer. Slutligen presenteras det föreslagna innehållet i en ingenjörsrapport som omfattar mekanisk simulering.

När det gäller begränsningar är denna standard begränsad till statisk strukturanalys av metalliska ortopediska totala lårbenskomponenter i knäet (exkluderar uppskattning av utmattningsstyrka).

Finita elementanalys (FEA) är processen att förutsäga ett objekts beteende baserat på beräkningar utförda med finita elementmetoden (FEM). Finita elementmetoden är en matematisk teknik, medan finita elementanalys är tolkningen av resultaten från finita elementmetoden. Finita elementanalys hjälper ingenjörer att fatta mer välgrundade designbeslut genom att ge insikter i komplexa system och strukturer.

Finita elementmetoden använder matematik för att bryta komplexa system i mindre, enklare delar eller element. Sedan, med hjälp av datorernas kraft, tillämpar den differentialekvationer på varje element separat och delar och löser sedan tekniska problem. Finita elementanalys är grunden för många simuleringsprogram. Den används för att validera och testa konstruktioner säkert, snabbt och ekonomiskt genom att skapa virtuella modeller av verkliga tillgångar. Dessa modeller används för att lösa en mängd olika förhållanden och scenarier i en mängd olika branscher, särskilt de med komplexa eller högriskmiljöer som flyg- och biomekanik.

Implantat är gjorda av metallegeringar, keramiskt material och starka plastdelar. Upp till tre benytor kan bytas ut i en total knäprotes:

• Nedre änden av lårbenet. Den metalliska lårbenskomponenten kröker sig runt änden av lårbenet (lårbenet). Den är räfflad så att knäskålen kan röra sig mjukt upp och ner mot benet när knäet böjs och rätas ut.
• Den övre ytan av tibia (skenbenet). Tibialkomponenten är vanligtvis en platt metallplattform med en dyna av stark och hållbar plast som kallas polyeten. Vissa mönster har ingen metalldel och istället fästs polyetenen direkt på benet. För ytterligare stabilitet kan metalldelen av komponenten ha ett skaft som passar in i mitten av tibiabenet.
• Bakre ytan av patella. Knäskålskomponenten är en kupolformad bit av polyeten som replikerar formen på knäskålen (knäskålen). I vissa fall finns det inget behov av att återuppta patella.

Komponenterna är utformade så att metallen alltid är i kontakt med plasten, vilket resulterar i mjukare rörelser och mindre slitage på implantatet.

Bland de många test-, mätnings-, analys- och utvärderingsstudier som den tillhandahåller för företag inom olika sektorer, har vår organisation, med sin utbildade och sakkunniga personal och avancerad teknisk utrustning, utvecklat ASTM F3161-16 för finita elementanalys (FEA) av metallisk ortopedisk totalsumma knä lårbenskomponenter under stängningsförhållanden Den tillhandahåller även testtjänster som definieras i standarden för "standardtestmetoder".