Analiza procesów tribologicznych występujących w skojarzeniu panewka–główka endoprotezy stawu biodrowego

• Autorzy: Niemczewska-Wójcik M. , Piekoszewski W.

Warianty tytułu

EN

The analysis of the tribological processes occurring in the socket-and-ball friction pair of a hip joint endoprosthesis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono staw biodrowy jako idealne biołożysko. Omówiono przyczyny uszkodzenia naturalnego stawu biodrowego człowieka oraz sposoby przywrócenia utraconych funkcji, w tym alloplastykę stawów. W części badawczo- -analitycznej pracy omówiono przyczyny obniżenia trwałości endoprotez stawu biodrowego w oparciu obadania własne in vitro. Przedmiotem badań było skojarzenie panewka–główka endoprotezy stawu biodrowego. Powierzchnie badanych elementów zostały przygotowane zgodnie z wytycznymi norm. Badania tribologiczne przeprowadzono w otoczeniu płynu Ringera. Badania stanu powierzchni przed i po eksploatacji przeprowadzono na trzech urządzeniach: współrzędnościowej maszynie pomiarowej, mikroskopie interferometrycznym oraz skaningowym mikroskopie elektronowym. Wyniki przeanalizowano pod kątem procesów tribologicznych (mechanizmów zużycia) występujących w skojarzeniu polimerowa panewka–metalowa główka endoprotezy stawu biodrowego.

EN

The paper presents a hip joint as an ideal system. The causes of the damage to a natural human hip joint and the ways of restoring its lost functions along with hip joint alloplasty are discussed. In the research part of this paper, based on in vitro study, the reasons for the loss of artificial hip joint durability are described. The subject of the research was the socket-andball friction pair, making the elements of a hip joint endoprosthesis. The surfaces of the analysed samples were prepared in accordance with the guidelines of the standards. The tribological tests were conducted in the environment of Ringer's solution. The examination of the surface topography before and after tribological tests was carried out with three units: a coordinate measurement machine, white light interferometry, and a scanning electron microscope. The results were analysed in terms of tribological processes (wear mechanisms) occurring in the friction pair consisting of the polymer socket and the metal head of a hip joint endoprosthesis.

Słowa kluczowe

PL

staw biodrowy; endoproteza; topografia powierzchni; zużywanie

EN

hip joint; endoprosthesis; surface topography; wear

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 6
• Strony: 81--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Niemczewska-Wójcik M.

• Politechnika Krakowska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Polska

autor

Piekoszewski W.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Tribologii, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

Bibliografia

• 1. ASTM F732-00: Standard Test Method for Wear Testing of Polymeric Materials Used in Total Joint Prostheses, 2006.
• 2. ASTM F2033-12: Standard Specification for Total Hip Prosthesis and Hip Endoprosthesis Bearing Surfaces Made of Metalic, Ceramic and Polymeric Materials, 2012.
• 3. Będziński R.: Biomechanika inżynierska. Wybrane zagadnienia. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997.
• 4. Burcan J., Cwanek J., Gierzyńska-Dolna M., Korzyński M.: Tribologiczne aspekty smarowania naturalnych stawów człowieka. Tribologia – teoria i praktyka 4(1996), s. 321-337.
• 5. Dąbrowski J., Nałęcz M. – red.: Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna. T. 5 – Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2004, s. 432-444.
• 6. Gierzyńska-Dolna M.: Problemy tribologiczne w naturalnych i zastępczych stawach człowieka. Inżynieria Biomateriałów 1(1997), s. 8-12.
• 7. Gierzyńska-Dolna M.: Biotribologia. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
• 8. ISO 25178-2:2012 – Geometrical Product Specifications (GPS) Surface texture: Part 2: Terms, definitions and surface texture parameters.
• 9. Jezierski J.: Analiza tolerancji i niedokładności pomiarów w budowie maszyn. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1994.
• 10. Kubacki J.: Alloplastyka stawów. Wydawnictwo AWF, Katowice 1996.
• 11. Niemczewska-Wójcik M., Mathia T., Wójcik A.: Measurement techniques used for analysis of the geometric structure of machined surfaces. Management and production engineering review, vol. 5, number 2, 2014, pp. 27-32.
• 12. Niemczewska-Wójcik M., Mańkowska-Snopczyńska A., Piekoszewski W.: Badania tribologiczne materiałów do zastosowań w technice medycznej Tribologia: teoria i praktyka 4/2015, s. 111-122.
• 13. Pinchuk L.S., Nikolaev V.I., Tsvetkova E.A., Goldade V.A.: Tribology and biophysics of artificial joint. Elsevier B.V. Amsterdam 2006.
• 14. Pytko St., Pytko-Polończyk J.: Stawy człowieka – najdoskonalsze łożyska. Tribologia – teoria i praktyka 4(1992), s. 74-79.