ASTM F1875-98 Modüler İmplant Arayüzlerinin Fretting Korozyon Testi için Standart Uygulama: Kalça Femoral Baş-Delik ve Konik Konik Arayüz

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM F1875-98 Modüler implant arayüzlerinin fretting korozyon testi için standart uygulama: kalça femoral baş-delik ve konik konik arayüz” standardında, döngüsel yüklemeye tabi tutulan modüler kalça implantlarının baş ve gövde birleşiminin delik ve koni arayüzünün mekanik kararlılığını fretting korozyon ölçümleriyle değerlendirmek için test, analitik ve karakterizasyon yöntemleri açıklanmaktadır. Açıklanan iki test yöntemi şunlardır:

• Yöntem I: Bu yöntemin temel amacı, fretting ve fretting korozyonundan kaynaklanan korozyon ürünleri ve partikül kalıntılarının üretiminin ölçülmesiyle hasar miktarını belirlemek için uzun vadeli testler için tek tip bir kılavuz seti sağlamaktır. Hasar ayrıca delik ve koni yüzeylerindeki hasarın karakterizasyonuyla da değerlendirilir.
• Yöntem II: Bu yöntem, modüler arayüzün fretting korozyonunun kısa vadeli elektrokimyasal değerlendirmesini sağlar. Bu yöntemin amacı hasar veya partikül döküntüsü üretmek değil, daha ziyade malzeme değişikliklerini içermeyen tasarım değişikliklerinin nitel değerlendirmesi için hızlı bir yöntem sağlamaktır.

Bu standart, canlı implant performansının yargılanması veya tahmini için değil, bunun yerine, performansın fretting ve fretting korozyonu miktarı bağlamında tanımlandığı farklı implant tasarımları, yapıları veya malzemeleri arasındaki performanstaki göreceli farklılıkların değerlendirilmesi için tek tip bir kılavuz seti sağlar. Ayrıca, bu uygulama, fretting korozyonu verilerinin bağımsız araştırma grupları arasında doğrudan karşılaştırılmasına izin verir ve böylece modüler implant performansı hakkında bir veri tabanı oluşturulmasını sağlar.

Bu uygulama, üretilen kalça femoral başları ve gövdelerinin karşılaştırmalı testini ve modüler bağlantının erkek konik kısmının tüm kalça implantını içermediği, kuponun konik kısmının tasarım, üretim ve malzemeler açısından nihai kalça implantının konik kısmıyla aynı olduğu kupon tipi numune testini sağlar.

Yöntem I, bir femoral kalça gövdesinin yorulma mukavemetinin, “ASTM F1440-92 Torsiyonsuz metal saplı kalça artroplastisi femoral bileşenlerinin döngüsel yorgunluk testi için standart uygulama” standardına uygun olarak ve modüler arayüzün aşınma ve aşınma korozyonu tarafından oluşturulan mekanik kararlılığın ve döküntünün eş zamanlı olarak değerlendirilmesine izin verecek şekilde sağlanmıştır.

Bu uygulamada açıklanan genel kavramlar ve metodolojiler, toplam eklem protezlerindeki diğer modüler arayüzlerin incelenmesine uygulanabilir.

Yöntem I’de femoral sap ve baş bileşenleri veya baş-konik-boyun geometrisini simüle eden kuponlar, ASTM F1440-92 standardında açıklanana benzer bir şekilde döngüsel olarak yüklenir. Baş-boyun bağlantısı, tüm cihazın daldırılmasıyla veya sıvı içeren bir zarfla tuzlu veya proteinli bir çözeltiye maruz bırakılır. Döngüsel yük en az 10 milyon döngü boyunca uygulanır. Testin sonunda, izole edilen sıvı, toplam element seviyesi için kimyasal analiz ve parçacık kalıntılarının karakterizasyonu için çekilir. Konik arayüz daha sonra ayrılır ve yüzeyler, optik mikroskopi ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak aşınma ve korozyon açısından incelenir. Bu yöntemlerin çıktısı, toplam element seviyesinin nicel bir ölçümü ve aşınma ve korozyondan kaynaklanan modüler arayüz hasarının nitel bir değerlendirmesidir.

Yöntem II’de Yöntem I’de kullanılana benzer bir kupon veya tüm bir femoral sap ve baş yapısı bir test odasına ters konumda monte edilir. Oda, deliği ve koni arayüzünü ve açıkta kalan boynun küçük bir kısmını batırmaya yetecek bir seviyede elektrolit çözeltisiyle doldurulur. Top ile test cihazı arasındaki temas ve eklem alanı ya dolum seviyesinin üzerinde olarak ya da test odasının tabanını izole etmek için kullanılan elastomerik bir conta ile elektrolitten izole edilir.

• Prosedür A: Bir luggin problu doymuş bir kalomel elektrot, bir elektrometre ile korozyon potansiyelindeki değişiklikleri ölçmek için referans elektrot olarak kullanılır. Bir karşı elektrot da kullanılabilir ve polarizasyon özellikleri bir potansiyostat ile ölçülebilir.
• Prosedür B: Sapın alanını simüle etmek için büyük yüzey alanlı bir karşı elektrot çözeltiye daldırılır. Test cihazı ile karşı elektrot arasına sıfır dirençli bir ampermetre bağlanır. Böylece çevrimsel yükleme öncesinde ve sırasında ölçülen akım farkı, modüler arayüz (anot) ile metal levha (katot) arasında akan sürtünmeli korozyon akımını temsil eder.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, “ASTM F1875-98 Modüler implant arayüzlerinin fretting korozyon testi için standart uygulama: kalça femoral baş-delik ve konik konik arayüz” standardında tanımlanan test hizmetleri de vermektedir.