ASTM F3141-23 全膝关节假体负载曲线标准指南

由美国测试与材料协会 (ASTM) 制定的“ASTM F3141-23 全膝关节假体负载曲线标准指南”标准为用于评估膝关节假体装置在力控制下体外耐久性的功能模拟提供了指导。

本标准规定了步行、转弯导航运动、爬楼梯、下楼梯和蹲等各种日常生活活动的动力学和运动学测试条件。动力学和运动学测试条件表示为用于操作相应模拟器机致动器的参考波形。这些波形代表运动，如屈曲伸展，或代表身体动力学、重力和沿膝盖运动的活跃肌肉产生的力和力矩的动力学信号。

本标准不涉及对假肢装置的损坏模式或磨损或故障的评估或测量。

运动路径、负载历史和负载模式都会导致植入假体的磨损、退化和损坏。模拟各种功能活动可为磨损和损坏模式评估提供更真实的测试。这些类型的活动通常称为日常生活活动。文献中描述的日常生活活动包括步行、上下楼梯、坐站、站立、蹲下、跪下、盘腿、进出浴缸、转身和切割动作。慢跑以外的活动通常涉及更大的运动范围和更高的施加负载条件，这些条件可能会导致正常磨损以外的损坏和故障模式。

功能模拟被定义为日常生活活动中可能遇到的负载和运动的再现，但并未涵盖所有可能的负载类型。功能模拟与典型磨损测试的不同之处在于，它试图通过人体原位可能遇到的各种负载和运动条件来操作假肢装置，以揭示在一生中可能遇到的各种损伤模式和损伤机制假肢装置的。

简而言之，该标准的目的是提供负载曲线和测试程序，以开发可用于全膝关节假体的磨损、耐用性或其他类型测试的测试。本指南提供测试指导，但不要求特定测试。因此，例如，如果用户无法控制负载曲线中给出的力控制模式，则不需要该用户执行该负载模式。

本测试指南的目的是提供有关如何测试全膝关节假体的负载概况信息，以评估其在各种膝关节运动期间的体外功能和磨损。当植入物根据指定的负载和位移波形重复移动时，该测试指南有助于表征植入物磨损的幅度和位置。

该测试指南还可以帮助表征全膝关节置换术的功能限制，因为其运动是由这些波形引导的。这些限制被观察为撞击、半脱位或软组织限制上的高负荷，无论它们是物理还是虚拟地表示。

一般来说，体内运动和负载条件与本手册中描述的负载和运动不同。本指南的结果不能用于直接预测体内性能。然而，本指南旨在允许在类似条件下进行测试时比较不同膝盖设计的性能。

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