Analiza zużycia polietylenu UHMW PE stosowanego w układach biotribologicznych

• Autorzy: Madej M. , Ozimina D. , Cwanek J. , Styp-Rekowski M.

Warianty tytułu

EN

The analysis of tribological wear of polythene UHMW PE applied in biotribological systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań materiałów stosowanych na elementy systemów biotribologicznych – endoprotez stawów. Badaniom poddano polietylen ultra-wielkocząsteczkowy UHMW PE w skojarzeniu trącym ze stopem Co-Cr-Mo oraz ze stopem Co-Cr-Mo z powłoką TiN, otrzymaną techniką PVD. Topografię i analizę powierzchni oceniano przy użyciu mikroskopu skaningowego SEM oraz mikroskopu sił atomowych AFM. Charakterystyki tribologiczne uzyskano na aparacie T-17, pracującym w skojarzeniu trzpień–płytka zgodnie z normą ASTM 732-82 w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Badania wykazały, że mechanizmy zużycia polietylenowych elementów zależą przede wszystkim od materiału powierzchni roboczych węzła tarcia.

EN

This analysis concerns the interaction of a Co-Cr-Mo alloy head with and without a TiN coating and an ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW PE) acetabular cup. The TiN coatings were deposited on the Co-Cr-Mo alloy substrate using the PVD technology. The morphology and structure of Co-Cr-Mo alloy, TiN coating and UHMW PE were analyzed by scanning electron microscopy. The surfaces topography were made with atomic force microscopy – AFM. The tribological tests were performed in accordance with ASTM 732-82 in a T-17 tribotester for a sliding-reciprocating motion. The friction pair was analyzed in the pin-on-plate type wear tests. The results indicated that the mechanisms of wear of the endoprosthesis elements were dependent mainly on the material used.

Słowa kluczowe

PL

AFM; biotribologia; polietylen wielkocząsteczkowy; powłoki PVD; SEM; tarcie; zużycie tribologiczne

EN

AFM; biotribology; ultra-high molecular weight polyethylene; PVD coatings; SEM; friction; tribological wear

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 1
• Strony: 61--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Madej M.

autor

Ozimina D.

autor

Cwanek J.

autor

Styp-Rekowski M.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Zakład Tribologii i Materiałów Eksploatacyjnych, Al. 1000-lecia PP 7, 25-314 Kielce,

Bibliografia

• 1. Cwanek J., Przydatność parametrów struktury geometrii powierzchni do oceny stopnia zużycia sztucznych stawów biodrowych, Wyd. UR, Rzeszów 2009.
• 2. Ryniewicz A., Analiza mechanizmów smarowania stawu biodrowego człowieka, Monografia nr 111, Wyd. AGH, Kraków 2002.
• 3. Li Wu, Xinlei Gao, Meng Hua, Jian Li, Wanzhen Gao, Elementary investigation in modifying UHMWPE with schiff base cooper complex for the use as an artificial hip joint material, Proc. of WTC Kyoto - Japan, 2009, 508.
• 4. Praca zbiorowa, Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000, Tom 5 Biomechanika i Inżynieria Rehabilitacyjna, PAN, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2004.
• 5. Ozimina D., Przeciwzużyciowe warstwy wierzchnie w układach tribologicznych, Monografia nr 33, Wyd. PŚk, Kielce 2002.
• 6. K. Wierzcholski, A. Miszczak, Modele niestacjonarnego smarowania stawów człowieka z odkształcalną chrząstką w polu magnetycznym przy wspomaganej komputerowo optymalizacji hodowli tkanek kostnych bioreaktorze, 1.1, Akademia Morska w Gdyni, Gdynia 2005.
• 7. Madej M., Ozimina D., Ocena właściwości powłok DLC stosowanych w układach biotribologicznych, Tribologia 3, 2009, 105-114.
• 8. Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M., Metoda i urządzenie do badań tribologicznych materiałów na endoprotezy, Tribologia 5, 2002, 1491-1502.
• 9. ASTM 732-82. Reciprocating pin-on-flat evaluation of friction and wear properties of polymeric materials for use in total joint prostheses.