Ein Leitfaden für zyklische Ermüdungstests von künstlichen Hüftimplantatenprothesen gemäß ISO 7206-4, ISO 7206-6, ISO-7206-8 und ASTM F2068

Eine Zusammenfassung der Standards und der dynamischen Tests

Implantierte Metallgeräte können aufgrund der Stressabschirmung häufig innerhalb des Wirtsknochens (proximales Lösen) auftreten. Die Stressabschirmung kann als lokalisierter Abbau der Knochenstärke aufgrund einer Abnahme der physiologischen Belastung bestimmter Bereiche aufgrund des Vorhandenseins des steiferen Metallimplantats beschrieben werden. Da dies nach einer normalen Aktivität auftreten kann, sind Ermüdungstests von Hüftimplantaten erforderlich, um zu verstehen, wie abnormale Belastungsprofile auftreten können, und die Ausdauereigenschaften zu bewerten, indem die dynamische Belastung des Implantats während des Gangs simuliert wird.

Die ISO- und ASTM -Standards wurden festgelegt, um sowohl auf abnormale als auch auf normale Ermüdungsbelastung zu testen.

ISO 7206-4: Simuliert das Laden, wenn eine proximale Lockerung aufgetreten ist. Lasten werden durch den Oberschenkelkopf des Hüftimplantats aufgebracht, um Druck-, Biege- und Torsionsspannungen zu induzieren.

ISO 7206-6: Untersucht die Müdigkeit des Implantathals, was mit einem korrekt festgelegten Implantat übereinstimmt, das einer normalen In-vivo-Belastung ausgesetzt ist.

ISO 7206-8: Gibt die Ausdauerleistung des Implantats mit der Anwendung von Torsion an.

ASTM F2068: „Standardspezifikation für Femurprothesen - Metallic -Implantate“ beschreibt Hüftimplantatspezifikationen unter Bezugnahme auf die ISO -Standards.

DerDie Kason -Femoralermüdung wurde entwickelt, um die Anforderungen der ISO -Tests zu erfüllen und zu übertreffen. Die Leuchte enthält einen Ladungskopf mit niedrigem Reihen und Adapter zur Montage an einemElektropuls® Allelektrisches dynamisches Testinstrument. Die Leuchte kann auch einfach an andere Testmaschinen und Testaufbauten angepasst werden. Der flexible Probenhalter bietet eine Vielzahl von Hüftgeometrien, Versatzwinkel, Einbettungsmaterialien und Einbettungstiefen. Proben werden unter Verwendung einer optionalen Einbettungsanlage in den Halter gestopft, um die Ausrichtung während des Verfahrens aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus bietet die Leuchte ein kleines Flüssigkeitsbad für die In -vivo -Simulation. Kason -Software kann verwendet werden, um alle Tests für ISO und ASTM durchzuführenStandards.Wirempfehlen Sie, die Standards ISO 7206 und ASTM F2068 zu überprüfen, um die Anforderungen vollständig zu verstehen.

Herausforderungen von Hip -Implantat -Tests

Genauung der Probe im Einbettungsmaterial aufgrund der Probengeometrie eine präzise Ausrichtung.

Vermeiden Sie das Erhitzen von Proben aufgrund von Hochfrequenztests.

Die Einrichtung muss eine akzeptable Druck-, Bieger- und Torsionsdehnung in der Probe ermöglichen.

Testvorrichtung

Die von den Standards beschriebene Testaufbaute umfasst die Einbettung des Testprobens in ein Gussmedium mit einer bestimmten Ausrichtung. Anschließend wird eine axiale Belastung über ein Gerät angewendet, das die Anwendung von Off-Achse-Lasten auf der Probe minimiert. Die Einrichtung sollte auch in vivo-Bedingungen durch Einbau eines Flüssigkeitsbades aufnehmen. Die in den Standards aufgeführten Elemente umfassen:

Ein niedrigerer Probeninhaber oder Gehäuse, der ein Einbettungsmedium enthält. Das verwendete Medium sollte einen Elastizitätsmodul zwischen 2000 und 6000 n/mm2 haben (typischerweise werden Acrylknochenzement oder Epoxidharz verwendet).

Ein Flüssigkeitsbehälter mit Temperaturkontrollfähigkeit, groß genug, um die Probe vollständig zu untertauchen. Typischerweise wird eine Kochsalzlösung von 0,9 g/l verwendet (NaCl + entionisiertes Wasser).

Ein Gerät zum Greifen des Kopfes oder des Hals des Probens, wodurch die Probenorientierung beibehalten wird.

Adapter zum Übertragen der Maschinenlast auf das eingebettete Exemplar. Das Gerät muss über einen niedrigeren Reibungsmechanismus verfügen, der Lasten reduziert, die nicht mit der Ladeachse der Testmaschine zusammenfallen.

Testparameter

Um diesen Teststandard erfolgreich zu erreichen, muss eine Stapel von sechs identischen Proben 5 Millionen Zyklen ohne Anzeichen eines mechanischen Versagens standhalten. Diese Zahl basiert auf der unteren Grenze der Nettospannungsakkumulation, die nach 5 Jahren Lebensdauer beobachtet wird. Ein Wert von 10 Millionen Zyklen wird im ASTM-Standard angegeben und wird häufig von Herstellern als repräsentativere Zahl eines Ladungsregimes für schlechtere Fälle verwendet.

Ein R -Verhältnis von 0,1 wird typischerweise für Hüftimplantattests verwendet. ASTM F2068 schlägt beispielsweise Testen von Komponenten zwischen 534n und 5340n vor.