ASTM F1714-96 模擬器設備中義肢髖關節設計的重量磨損評估標準指南

美國材料試驗協會（ASTM）制定的《模擬器裝置中義肢髖關節設計的重力磨損評估ASTM F1714-96標準指南》中指出，評估材料或裝置或兩者的磨損性能，旨在用作人體髖關節置換假體的支撐表面，描述了一種使用減重技術的測試方法。

在模擬人體髖關節摩擦條件的設備中對髖關節置換術進行評估。由於髖關節模擬器方法允許使用實際的植入物設計、材料和生理負荷/運動組合，因此它可能比基本磨損篩選測試（例如銷盤（ASTM F732-00）或環盤（ASTM F6474-XNUMX） ）代表更多的生理模擬。

本指南的目的是根據模擬生理條件下的材料磨損率對植入物設計和材料的組合進行排名。然而，體內條件存在許多可能的變化，具有一組固定參數的單一實驗室模擬可能不具有普遍代表性。

用於對候選材料、新元件或組件或其組合進行比較評估的參考材料是基於標準配合表面（不銹鋼、鈷鉻鉬合金、熱機械處理的鈷合金）的擠壓或壓縮成型超高分子量材料。鉻、氧化鋁陶瓷）具有磨損率，具有典型的義齒品質、表面光潔度和幾何形狀，與已建立的臨床病史相似。這些參考材料在與候選材料相同的磨損條件下進行測試。

本指南使用減重方法來確定與髖關節假體一起使用的聚合物部件的磨損，使用血清或經過驗證的等效液體，並在代表行走期間人類髖關節力的動態負載曲線下操作。

這種磨損測量減重方法的基礎最初是為椎間盤磨損研究而開發的，現已擴展到全髖假體、股骨-脛骨膝假體和股髕膝假體。

儘管磨損會導致樣品物理尺寸變化，但它與蠕變或塑性變形引起的尺寸變化不同，因為磨損通常會導致聚合物碎片顆粒形式的材料去除，從而導致樣品重量損失。

本測量聚合物零件磨損的指南適用於各種模擬器設備。這些技術可用於金屬、陶瓷、碳、聚合物和抵靠聚合物材料(例如，聚乙烯、聚縮醛等)的複合材料相對錶面。因此，這種減重方法對於具有聚合物軸承的全髖關節假體的磨損研究具有普遍的應用性。這種減重方法尚未針對金屬-金屬、碳-碳或陶瓷-陶瓷等高密度材料軸承系統進行驗證。通常使用線性可變位移感測器或其他輪廓測量技術來監測這種硬軸承組合的逐漸磨損。

髖關節置換組件，即髖關節置換術，由球窩結構組成，其中使用聚合物、複合材料、金屬合金、陶瓷和碳等材料進行各種組合和設計。

在測試期間的多樣本機器中，組件被保存在單獨的隔離房間中，以防止一組組件被另一個測試的碎片污染。該室必須完全由非腐蝕性材料製成，例如丙烯酸塑料或不銹鋼，並且可以輕鬆地從機器上拆下，以便在測試之間進行徹底清潔。磨損室的設計使得測試檯面在整個測試過程中都浸入潤滑劑中）。

由於磨損是根據部件的重量損失來確定的，因此將部件安裝在測試室中的方法不應損害磨損引起的重量損失評估的準確性。

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