ASTM F2183-02 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการทดสอบการเจาะขนาดเล็กของโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษที่ใช้ในการปลูกถ่ายศัลยกรรม

ใน “วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM F2183-02 สำหรับการทดสอบการเจาะขนาดเล็กของโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษที่ใช้ในการผ่าตัดปลูกถ่าย” ที่พัฒนาโดย American Society for Testing and Materials (ASTM) ระบุไว้ว่าตัวอย่างดิสก์ขนาดเล็ก (หนา 0,5 มม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6,4 มม.) มีขนาดเล็ก วิธีทดสอบเพื่อกำหนดพฤติกรรมเชิงกลของโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (UHMWPE) โดยการทดสอบการเจาะมีอธิบายไว้ วิธีการทดสอบนี้ออกแบบมาเพื่อ:

• การแสดงลักษณะเฉพาะของวัสดุผ่าตัด UHMWPE หลังจากการอัดขึ้นรูปแบบ Ram หรือการอัดขึ้นรูป
• การประเมินการปลูกถ่ายที่ผลิตขึ้นหลังจากการเชื่อมโยงข้ามและการฆ่าเชื้อด้วยรังสี
• การทดสอบการปลูกถ่ายถอดออกจากร่างกายมนุษย์

พารามิเตอร์ของการทดสอบการเจาะทะลุขนาดเล็ก ได้แก่ โหลดสูงสุด การกระจัดสูงสุด โหลดสูงสุด และการทำงานจนเกิดความล้มเหลว ให้การวัดค่าผลผลิต ความแข็งแรงสูงสุด ความเหนียว และความเหนียวของ UHMWPE ภายใต้สภาวะการโหลดแบบหลายแกน เนื่องจากพฤติกรรมเชิงกลของ UHMWPE จะแตกต่างกันเมื่อโหลดภายใต้สภาวะการโหลดในแกนเดียวและหลายแกน การทดสอบการเจาะขนาดเล็กจึงเป็นการทดสอบเดียวเท่านั้นที่ระบุสำหรับ UHMWPE เกรดทางการแพทย์ตามข้อกำหนดมาตรฐาน “ASTM F648-21 สำหรับผงโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษและรูปแบบที่ผลิตขึ้น สำหรับการผ่าตัดปลูกถ่าย” เป็นเทคนิคการทดสอบทางกลเสริมสำหรับการทดสอบแรงดึงตามแนวแกน

นอกจากจะใช้เป็นเครื่องมือวิจัยในการวิเคราะห์การดึงรากฟันเทียมแล้ว การทดสอบการเจาะขนาดเล็กยังสามารถใช้เป็นการทดสอบคัดกรองในห้องปฏิบัติการเพื่อประเมินวัสดุ UHMWPE ใหม่ เช่น วัสดุที่เกิดจากการฉายรังสีแกมมาหรือลำอิเล็กตรอน วิธีการทดสอบนี้ยังเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการระบุคุณลักษณะของ UHMWPE ก่อนและหลังการเร่งอายุ และในบริบทนี้ วิธีทดสอบนี้สามารถให้การจัดลำดับของการย่อยสลายเชิงกลของตัวอย่าง UHMWPE ต่างๆ หลังจากการย่อยสลายแบบออกซิเดชัน

การทดสอบการเจาะขนาดเล็กได้นำไปใช้กับโพลีเมอร์อื่นๆ รวมถึงโพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA), ซีเมนต์กระดูก, โพลีอะซีทัล และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) อย่างไรก็ตาม การทดสอบการเจาะโพลีเมอร์ขนาดเล็กนอกเหนือจาก UHMWPE นั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของมาตรฐานนี้

เทคนิคการทดสอบตัวอย่างระดับไมโครใช้เพื่อระบุลักษณะพฤติกรรมเชิงกลของวัสดุสต็อก UHMWPE และการผ่าตัดปลูกถ่ายหลังการผลิต การฆ่าเชื้อ อายุการเก็บรักษา การเชื่อมโยงข้ามด้วยรังสี การบำบัดด้วยความร้อน และการปลูกถ่าย นอกจากนี้ วัสดุ UHMWPE เชิงทดลองสามารถประเมินได้หลังจากการเร่งอายุและการจำลองการสึกหรอของสะโพกหรือหัวเข่า

ด้วยเหตุนี้ การทดสอบการเจาะขนาดเล็กจึงถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพการสึกหรอและพฤติกรรมทางกลของ UHMWPE วิธีการทดสอบนี้ยังสามารถใช้เพื่อจัดอันดับพฤติกรรมเชิงกลของ UHMWPE เทียบกับวัสดุควบคุมอ้างอิงได้ ผลการทดสอบการเจาะขนาดเล็กอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการเตรียมตัวอย่าง ความเร็วในการทดสอบ และสภาพแวดล้อมในการทดสอบ ดังนั้นหากจำเป็นต้องมีการเปรียบเทียบที่แม่นยำ จะต้องตั้งค่าปัจจัยเหล่านี้ให้ถูกต้อง

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบเหล่านี้ประกอบด้วย:

• เครื่องทดสอบการเจาะขนาดเล็กประกอบด้วยหมัดครึ่งวงกลม ดาย และคู่มือการเจาะ แต่ละชิ้นทำจากเหล็กชุบแข็ง ไกด์ใช้เพื่อจัดแนวแกน เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของรูนำทางคือ 2,57 มม. ความลึกของส่วนเว้าของตัวอย่างคือ 0,51 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางคือ 6,40 มม. หน้าที่ของแม่พิมพ์คือการเก็บตัวอย่างระหว่างการทดสอบ เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของรูดายคือ 3,81 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางของการเจาะหัวครึ่งทรงกลมคือ 2,50 มม.
• เครื่องทดสอบเป็นเครื่องจักรที่เหมาะสมซึ่งประกอบด้วยกลไกขับเคลื่อนและอุปกรณ์ระบุโหลด ตามที่อธิบายไว้ในมาตรฐาน “วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM D695-15 สำหรับคุณสมบัติแรงอัดของพลาสติกแข็ง” ความจุของอุปกรณ์ตัวบ่งชี้โหลดคือ 250 N ควรตรวจสอบความถูกต้องของอุปกรณ์อย่างน้อยปีละครั้ง
• การทดสอบยังใช้คอมเพรสมิเตอร์เพื่อวัดความยาวระหว่างแม่พิมพ์และพันช์ระหว่างการทดสอบ หากการกระจัดของอุปกรณ์ทดสอบแตกต่างน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์จากค่าที่วัดด้วยคอมเพรสโซมิเตอร์ที่สอบเทียบอย่างเหมาะสม ก็สามารถใช้การกระจัดของอุปกรณ์ได้
• แผ่นจับยึดเชื่อมต่อกับแผ่นจับยึดหรือเครื่องมือที่จะถ่ายเทโหลด
• ความละเอียดของไมโครมิเตอร์ที่ใช้วัดเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาของตัวอย่างคือ 0,0025 มม.
• เทอร์โมมิเตอร์หรือเทอร์โมคัปเปิลที่วัดอุณหภูมิทดสอบได้ในช่วง 20-24 องศา น่าจะวัดได้ต่ำถึง 0,1 องศา

ในบรรดาการศึกษาการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลจำนวนมากที่มีให้กับธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ องค์กรของเรา พร้อมด้วยพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมและเชี่ยวชาญ และอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูง ได้จัดเตรียม "ASTM F2183-02 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการทดสอบการเจาะขนาดเล็กที่มีความถี่สูงพิเศษ โพลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลที่ใช้ในการผ่าตัดปลูกถ่าย" อีกทั้งยังให้บริการทดสอบตามที่กำหนดในมาตรฐาน