ASTM F1820 Demontaż panewki i wkładki

Norma ASTM F1820 definiuje standardowe metody badawcze do określenia siły, która jest wymagana, do usunięcia wkładki (linera) z panewki stawu biodrowego. Badanie to ma kluczowe znaczenie dla kontroli jakości i rozwoju implantów stawu biodrowego, gdyż pozwala ocenić stabilność mechaniczną i bezpieczeństwo połączenia między wkładką a panewką stawu biodrowego. Producenci i instytucje badawcze wykorzystują te badania, aby porównywać parametry różnych materiałów i wariantów konstrukcyjnych oraz upewnić się, że spełniają one wysokie wymagania stawiane w zastosowaniach klinicznych.

Próbki do badań składają się z panewki stawu biodrowego z włożoną wkładką, zmontowaną zgodnie z instrukcją producenta. ASTM F1820 nie określa konkretnych wymiarów, ponieważ zależą one od konkretnego rozmiaru implantu. Ważne jest jednak, aby badanie przeprowadzać w realistycznych warunkach, aby uzyskać reprezentatywne wyniki.

Procedura badawcza obejmuje kilka kroków:

• Mocowanie próby: Panewka stawu biodrowego zostaje zamocowana w odpowiednim uchwycie.
• Pozycjonowanie jednostki obciążeniowej: Cylindryczny lub stożkowy stempel jest wkładany centralnie do wkładki.
• Nanoszenie siły: Stempel jest obciążany osiowo z określoną prędkością, aż do momentu uwolnienia wkładki z panewki.
• Pomiar i dokumentacja: Maksymalna siła demontażu jest rejestrowana i dokumentowana.

Badanie można przeprowadzić w różnych warunkach, na przykład w roztworze fizjologicznym lub w temperaturze zbliżonej do temperatury ciała, aby uzyskać realistyczne dane.

Norma ASTM F1820 obejmuje kilka metod badawczych służących do oceny stabilności mechanicznej połączenia panewki z wkładką:

Próba wypychania osiowego:

• Określenie maksymalnej siły niezbędnej do osiowego wyjęcia wkładki z panewki.
• Osiowo działający stempel naciska na wkładkę ze stałą prędkością (np. 10–50 mm/min), aż do jej zwolnienia.
• Pokazuje podstawową stabilność mechaniczną połączenia pomiędzy wkładką i panewką.

Próba rotacyjna:

• Badanie wytrzymałości na skręcanie wkładki wewnątrz panewki.
• Urządzenie wywierające moment obrotowy poddaje wkładkę określonemu obciążeniu skręcającemu, podczas gdy panewka pozostaje nieruchoma.
• Symuluje obciążenia wywołane ruchami obrotowymi w rzeczywistych stawach i dostarcza informacji o stabilności skrętnej.

Próba dźwigniowa (Próba wypychania skośnego):

• Symulacja obciążeń asymetrycznych mająca na celu sprawdzenie zachowania się połączenia pod wpływem sił mimośrodowych.
• Stempel nie jest naciskany centralnie, lecz pod określonym kątem na wkładkę.
• Symuluje realistyczne sekwencje ruchów i nieprawidłowe obciążenia, jakie mogą wystąpić na żywo.

Próby dynamiczne:

• Ocena długoterminowej stabilności poprzez powtarzające się cykle obciążenia.
• Panewka stawu biodrowego poddawana jest działaniu różnych sił w ciągu kilku tysięcy do milionów cykli obciążeń.
• Umożliwia wyciągnięcie wniosków na temat trwałości połączenia przy realistycznych, ciągłych obciążeniach.

Norma ASTM F1820 określa szczegółowe wymagania dla maszyny wytrzymałościowej, obejmujące:

• Pomiar siły o wysokiej precyzji: Maszyna wytrzymałościowa musi zapewniać dokładność pomiaru wynoszącą co najmniej ±1% maksymalnej siły badawczej.
• Równomierne, osiowo wyrównane przyłożenie siły: Aby zapewnić realistyczne naprężenia, obciążenie musi być przyłożone dokładnie centralnie.
• Regulowana prędkość obciążenia: Prędkość badawcza musi być regulowana w zakresie od 10 mm/min do 50 mm/min.
• Sztywne urządzenie mocujące: Specjalnie opracowane urządzenie zaciskowe musi gwarantować powtarzalne mocowanie panewki stawu biodrowego.
• Rejestrowanie mechanizmów awarii: Oprócz maksymalnej siły wypychającej, maszyna wytrzymałościowa musi także być w stanie dokumentować odkształcenia i mechanizmy pękania.
• Automatyczne zbieranie danych: Maszyna powinna umożliwiać precyzyjny i ciągły zapis wszystkich istotnych parametrów badania.
• Powtarzalność: Maszyna badawcza musi gwarantować stałą powtarzalność wyników, aby można było wiarygodnie wykonywać badania porównawcze.

ZwickRoell oferuje rozwiązania badawcze, opracowane specjalnie w celu spełnienia wymagań normy ASTM F1820 . Główne zalety:

• Wysokoprecyzyjne systemy pomiarowe: Rejestrowanie siły demontażu z najwyższą dokładnością.
• Elastyczność w wykonywaniu testów: Modułowe, adaptowalne stanowiska badawcze dla różnych konstrukcji implantów.
• Oprogramowanie badawcze testXpert: Przyjazne użytkownikowi sterowanie i kompleksowa analiza danych.
• Dostosowania indywidualne: Opracowywanie specjalnych urządzeń i konfiguracji badawczych dostosowanych do specyficznych wymagań klienta.
• Wieloletnie doświadczenie: ZwickRoell to światowy lider w dziedzinie technologii badań materiałowych, który zapewnia klientom z sektora technologii medycznej wsparcie najwyższej klasy i rozwiązania zoptymalizowane pod kątem aplikacji.

Dzięki maszynie badawczej ZwickRoell możesz mieć pewność, że Twoje implanty stawu biodrowego spełniają najwyższe standardy jakości i wymogi regulacyjne.