Hướng dẫn tiêu chuẩn ASTM F1714-96 để đánh giá độ mài mòn trọng lực của thiết kế hông giả trong thiết bị mô phỏng

Trong “Hướng dẫn tiêu chuẩn ASTM F1714-96 để đánh giá độ mòn theo trọng lượng của thiết kế khớp háng giả trong thiết bị mô phỏng” do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) phát triển, có tuyên bố rằng để đánh giá đặc tính mài mòn của vật liệu hoặc thiết bị, hoặc cả hai , được thiết kế để sử dụng làm bề mặt chịu lực của bộ phận giả thay thế khớp háng của con người. Phương pháp thử nghiệm sử dụng kỹ thuật giảm cân được mô tả.

Việc thay khớp háng được đánh giá trong một thiết bị nhằm mô phỏng các điều kiện ma sát gặp phải ở khớp háng của con người. Bởi vì phương pháp mô phỏng hông cho phép sử dụng các thiết kế, vật liệu cấy ghép thực tế và sự kết hợp tải trọng/chuyển động sinh lý nên nó có thể thể hiện một mô phỏng sinh lý nhiều hơn các thử nghiệm sàng lọc độ mòn cơ bản như đĩa ghim (ASTM F732-00) hoặc đĩa vòng ( ISO 6474).

Mục đích của hướng dẫn này là xếp hạng sự kết hợp giữa thiết kế và vật liệu cấy ghép về mặt tốc độ hao mòn vật liệu trong các điều kiện sinh lý mô phỏng. Tuy nhiên, có thể có nhiều biến thể trong điều kiện in vivo, một mô phỏng phòng thí nghiệm đơn lẻ với một bộ thông số cố định có thể không mang tính đại diện chung.

Vật liệu tham chiếu để đánh giá so sánh các vật liệu ứng cử viên, thiết bị hoặc bộ phận mới hoặc sự kết hợp của chúng là vật liệu có trọng lượng phân tử cực cao được ép đùn hoặc đúc nén dựa trên các bề mặt tiếp xúc tiêu chuẩn (thép không gỉ, hợp kim coban crom-molypden, coban được xử lý cơ nhiệt). crom, gốm alumina), polyetylen sẽ có tốc độ mài mòn, có chất lượng răng giả điển hình, bề mặt hoàn thiện và hình dạng tương tự như những gì đã có tiền sử lâm sàng. Các vật liệu tham chiếu này được thử nghiệm trong cùng điều kiện mài mòn như các vật liệu dự kiến.

Hướng dẫn này sử dụng phương pháp giảm cân để xác định độ hao mòn của các thành phần polyme được sử dụng với khớp giả khớp hông, sử dụng huyết thanh hoặc chất lỏng tương đương đã được chứng minh và hoạt động dưới dạng tải trọng động đại diện cho lực khớp hông của con người trong khi đi bộ.

Cơ sở của phương pháp giảm cân này để đo độ mòn ban đầu được phát triển cho các nghiên cứu về độ mòn của đĩa đệm và đã được mở rộng cho các bộ phận giả toàn bộ hông và bộ phận giả đầu gối xương đùi-xương chày và bộ phận giả đầu gối xương đùi.

Mặc dù mài mòn gây ra sự thay đổi kích thước vật lý của mẫu, nhưng nó khác với những thay đổi kích thước do từ biến hoặc biến dạng dẻo vì mài mòn thường dẫn đến việc loại bỏ vật liệu ở dạng các mảnh vụn polyme, dẫn đến mất trọng lượng của mẫu. .

Hướng dẫn đo độ mòn thành phần polyme này phù hợp với nhiều thiết bị mô phỏng khác nhau. Những kỹ thuật này có thể được sử dụng với các bề mặt quầy kim loại, gốm, cacbon, polyme và composite nằm trên vật liệu polyme (ví dụ: polyetylen, polyacet và các loại tương tự). Do đó, phương pháp giảm cân này có ứng dụng phổ biến cho các nghiên cứu về độ mòn của toàn bộ khớp háng giả bằng vòng bi polyme. Phương pháp giảm trọng lượng này chưa được xác nhận cho các hệ thống ổ trục vật liệu mật độ cao như kim loại-kim loại, cacbon-cacbon hoặc gốm-gốm. Sự mài mòn dần dần của các tổ hợp ổ trục cứng như vậy thường được theo dõi bằng cách sử dụng các bộ chuyển đổi tuyến tính, chuyển vị thay đổi hoặc các kỹ thuật đo biên dạng khác.

Các bộ phận thay thế khớp háng, thay khớp háng, bao gồm cấu hình quả bóng và ổ cắm trong đó các vật liệu như polyme, vật liệu tổng hợp, hợp kim kim loại, gốm sứ và carbon được sử dụng theo nhiều cách kết hợp và thiết kế khác nhau.

Trong máy nhiều mẫu trong quá trình thử nghiệm, các bộ phận được giữ trong các phòng riêng biệt, cách ly để tránh làm nhiễm bẩn một bộ bộ phận với các mảnh vụn từ thử nghiệm khác. Buồng phải được làm hoàn toàn bằng vật liệu không ăn mòn, chẳng hạn như nhựa acrylic hoặc thép không gỉ và có thể dễ dàng tháo ra khỏi máy để làm sạch kỹ lưỡng giữa các lần thử. Buồng mài mòn được thiết kế sao cho bề mặt của bệ thử nghiệm được ngâm trong chất bôi trơn trong suốt quá trình thử nghiệm).

Vì độ mài mòn sẽ được xác định từ sự hao hụt trọng lượng của các bộ phận nên phương pháp lắp đặt các bộ phận trong buồng thử nghiệm không được làm ảnh hưởng đến độ chính xác của việc đánh giá sự sụt giảm trọng lượng do mài mòn.

Trong số rất nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá mà tổ chức của chúng tôi cung cấp cho các doanh nghiệp trong các lĩnh vực khác nhau, với đội ngũ nhân viên được đào tạo chuyên nghiệp và thiết bị công nghệ tiên tiến, chúng tôi cung cấp các dịch vụ thử nghiệm được xác định trong tiêu chuẩn "Hướng dẫn tiêu chuẩn ASTM F1714-96 để đánh giá độ mài mòn trọng lực về thiết kế hông giả trong các thiết bị mô phỏng". Nó cũng mang lại.