Un guide des tests de fatigue cyclique des prothèses de l'implant de hanche artificielles conformément aux ISO 7206-4, ISO 7206-6, ISO-7206-8 et ASTM F2068

Un résumé des normes et des tests dynamiques impliqués

Les dispositifs métalliques implantés peuvent souvent subir des relâches dans l'os de l'hôte (desserrage proximal) en raison du blindage du stress. Le blindage du stress peut être décrit comme une dégradation localisée de la résistance osseuse en raison d'une diminution de la charge physiologique de certaines zones en raison de la présence de l'implant métallique plus rigide. Comme cela peut se produire après une activité même normale, les tests de fatigue des implants de la hanche sont nécessaires pour comprendre comment des profils de charge anormaux peuvent survenir et évaluer les propriétés d'endurance en simulant la charge dynamique de l'implant pendant la démarche.

Les normes ISO et ASTM ont été établies pour tester la charge de fatigue anormale et normale.

ISO 7206-4: simule le chargement lorsque le desserrage proximal s'est produit. Des charges sont appliquées à travers la tête fémorale de l'implant de hanche pour induire des contraintes de compression, de flexion et de torsion.

ISO 7206-6: examine la fatigue du cou d'implant, qui est plus cohérente avec un implant correctement fixe soumis à une charge in vivo normale.

ISO 7206-8: Spécifie les performances d'endurance de l'implant avec l'application de la torsion.

ASTM F2068: «Spécification standard pour les prothèses fémorales - implants métalliques» décrit les spécifications de l'implant de hanche en référence aux normes ISO.

LeLe luminaire de fatigue fémorale de Kason a été conçu pour répondre et dépasser les exigences des tests ISO. Le luminaire comprend une tête de chargement à faible friction et des adaptateurs pour le montage à unÉlectropuls® Instrument de test dynamique tout électrique. Le luminaire peut également être facilement adapté pour s'adapter à d'autres machines d'essai et configurations de test. Le support d'échantillon flexible peut accueillir une grande variété de géométries de la hanche, des angles de décalage, des matériaux d'incorporation et des profondeurs d'intégration. Les échantillons sont en pot dans le support à l'aide d'un luminaire d'intégration en option pour maintenir l'alignement pendant le procédé de rempotage. De plus, le luminaire peut accueillir un petit bain fluide pour la simulation in vivo. Le logiciel Kason peut être utilisé pour effectuer tous les tests pour l'ISO et ASTMStandards.Nousvous recommandez de passer en revue les normes ISO 7206 et ASTM F2068 pour bien comprendre les exigences.

Défis des tests d'implant de hanche

Atteindre une orientation précise de l'échantillon dans le matériau d'incorporation en raison de la géométrie de l'échantillon.

Éviter le chauffage de l'échantillon en raison de tests à haute fréquence.

La configuration doit permettre une souche de compression, de flexion et de torsion acceptable dans l'échantillon.

Test de test

La configuration des tests décrite par les normes implique une intégration de l'échantillon de test dans un support de moulage en utilisant une orientation spécifiée. Une charge axiale est ensuite appliquée via un appareil qui minimise l'application de charges hors axe sur l'échantillon. La configuration doit également s'adapter aux conditions in vivo par l'incorporation d'un bain fluide. Les éléments énumérés dans les normes comprennent:

Un support ou un boîtier de spécimen inférieur qui contiendra un milieu d'intégration. Le milieu utilisé doit avoir un module d'élasticité entre 2000 et 6000 n / mm2 (du ciment osseux acrylique ou de la résine époxy est généralement utilisé).

Un récipient de fluide avec une capacité de contrôle de la température, suffisamment grand pour immerger complètement l'échantillon. En règle générale, une solution saline de 0,9 g / L est utilisée (NaCl + eau désionisée).

Un appareil pour saisir la tête ou le cou de l'échantillon, en maintenant l'orientation de l'échantillon.

Adaptateur pour le transfert de la charge de la machine vers l'échantillon incorporé. L'appareil doit comporter un mécanisme de frottement inférieur conçu pour réduire les charges qui ne coïncident pas avec l'axe de chargement de la machine de test.

Paramètres de test

Pour atteindre avec succès cette norme de test, un lot de six échantillons identiques doit résister à 5 millions de cycles sans aucun signe de défaillance mécanique. Ce chiffre est basé sur la limite inférieure de l'accumulation de stress net observée après 5 ans de durée de vie. Une valeur de 10 millions de cycles est citée dans la norme ASTM et est souvent utilisée par les fabricants comme un chiffre plus représentatif d'un régime de chargement «pire cas».

Un rapport R de 0,1 est généralement utilisé pour les tests d'implant de hanche. Par exemple, ASTM F2068 suggère des composants de test entre 534N et 5340N.