根據ISO 7206-4,ISO 7206-6,ISO-7206-8和ASTM F2068的循環疲勞測試指南
標準和涉及的動態測試的摘要
由於壓力屏蔽,植入的金屬設備通常會在宿主骨內(近端鬆動)內部鬆動。由於存在較硬的金屬植入物,因此應力屏蔽可以描述為骨強度的局部降解,因為某些區域的生理負荷下降。由於這種情況甚至在正常活動之後也可能發生,因此需要對髖關節植入物進行疲勞測試才能了解如何出現異常的負荷曲線並通過模擬步態過程中植入物的動態載荷來評估耐力性能。
已經建立了ISO和ASTM標準標準,以測試異常和正常疲勞負荷。
ISO 7206-4:在發生近端鬆動時模擬加載。負載通過髖關節植入物的股骨頭施加,以誘導壓縮,彎曲和扭轉應力。
ISO 7206-6:檢查植入物頸部的疲勞,這與受體內正常載荷的正確固定植入物更一致。
ISO 7206-8:指定使用扭轉的植入物的耐力性能。
ASTM F2068:“股骨假體的標準規範 - 金屬植入物”描述了有關ISO標準的髖關節植入物規範。
這Kason股疲勞固定裝置旨在滿足和超過ISO測試的要求。該固定裝置包括一個低摩擦的負載頭和適配器,用於安裝到一個電孔®全電動動態測試儀器。固定裝置也很容易適應其他測試機和測試設置。柔性標本支架可容納各種髖部幾何形狀,偏移角度,嵌入材料和嵌入深度。使用可選的嵌入夾具將樣品盆栽到支架中,以在盆栽過程中保持對齊。此外,固定裝置可容納一個小的液體浴,用於體內模擬。 Kason軟件可用於進行ISO和ASTM的所有測試標準建議您查看ISO 7206和ASTM F2068標準,以充分了解要求。
臀部植入物測試的挑戰
由於試樣幾何形狀,實現嵌入材料中樣品的精確方向。
避免由於高頻測試而加熱樣品。
設置必須允許樣品中可接受的壓縮,彎曲和扭轉應變。
測試固定裝置
標準概述的測試設置涉及使用指定方向嵌入測試樣品中。然後,通過設備施加軸向載荷,該設備將離軸載荷在樣品上的應用最小化。該設置還應通過摻入流體浴中適應體內條件。標準中列出的元素包括:
較低的標本持有人或外殼,其中包含嵌入介質。所使用的培養基應具有2000至6000 N/mm2之間的彈性模量(通常使用丙烯酸骨水泥或環氧樹脂)。
具有溫度控制能力的流體容器,足夠大,可以完全淹沒樣品。通常,使用0.9 g/l鹽水溶液(NaCl +去離子水)。
一種用於抓住樣品頭部或頸部的設備,保持樣品方向。
用於將機器負載轉移到嵌入式樣品的適配器。該設備必須具有較低的摩擦機制,該機構旨在減少與測試機的負載軸不一致的負載。
測試參數
為了成功達到此測試標準,一批六個相同的標本必須承受500萬個循環,而沒有任何機械故障跡象。該數字基於5年使用壽命後看到的淨應力積累的下限。在ASTM標準中引用了1000萬個週期的價值,製造商通常將其用作“糟糕”加載制度的更具代表性的人物。
R比為0.1通常用於髖關節植入物測試。例如,ASTM F2068提出了在534N和5340N之間進行測試組件。