Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania tarciowo-zużyciowe skojarzeń materiałowych typu metal–polimer znajdujących zastosowanie w implantach ortopedycznych

Wielowiejska-Giertuga A., Miler M., Sulej-Chojnacka J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

T. 27, nr 1

73--82

PL

Rosnące wśród pacjentów zapotrzebowanie na endoprotezy stawów, związane m.in. ze starzeniem się populacji, wymaga od współczesnej medycyny ciągłego postępu i udoskonalania stosowanych w implantologii materiałów. W pracy przedstawiono wyniki wstępnych badań tarciowo-zużyciowych materiałów wybranych spośród powszechnie stosowanych w endoprotezoplastyce stawu kolanowego. Badania przeprowadzono z zastosowaniem testera T-17 pracującego w skojarzeniu badawczym typu trzpień–płytka (block–on–disk), przeznaczonego do wyznaczania charakterystyk tribologicznych skojarzeń materiałowych współpracujących ślizgowo w ruchu posuwisto- -zwrotnym, ze szczególnym uwzględnieniem materiałów przeznaczonych na elementy protez stawów człowieka, np. polimerów. Wyznaczeniu charakterystyk tribologicznych oraz określeniu zużycia liniowego poddano trzpienie wykonane z polietylenu o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) oraz polietylenu UHMWPE modyfikowanego witaminą E. Materiał przeciwpróbki (płytki) stanowił stop CoCrMo. Badania prowadzono przez milion cykli w środowisku surowicy bydlęcej o temperaturze 37°C±2°C. Częstotliwość ruchu wynosiła 1 Hz±0,1 Hz. W celu określenia mechanizmu zużycia, powierzchnie trące badanych materiałów po testach poddano obserwacjom przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej. Analiza uzyskanych wyników badań tribologicznych pozwoliła wskazać spośród badanych próbek korzystniejsze skojarzenie materiałowe, którym była para trąca: modyfikowany witaminą E polietylen UHMWPE–stop CoCrMo. Dla powyższej pary trącej odnotowano nieznacznie większe wartości współczynnika tarcia, ale jednocześnie mniejsze zużycie liniowe. Natomiast na podstawie obserwacji morfologii powierzchni określono główny mechanizm zużycia, którym było zużycie ścierno-adhezyjne.

EN

The growing demand among patients for endoprosthesis joints associated, among others, with an aging population, requires from modern medicine continuous progress and improvement of materials used in implantology. The paper presents the preliminary results of friction-wear tests of materials chosen from among those commonly used in knee endoprostheses. The tests were conducted using a T-17 tester working in a block-on-disk tribosystem designated to determine the tribological characteristics of material combinations articulating in a reciprocating motion with particular reference to the materials used for elements of human joint prostheses, e.g. polymers. The tribological characteristics were determined and the linear wear was identified for pins made of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) and UHMWPE modified with vitamin E. The counter specimen materials (discs) consisted of a CoCrMo alloy. The study was conducted throughout a million cycles in an environment of bovine serum at a temperature of 37°C±2°C. The frequency of movement was 1 Hz±0.1 Hz. In order to determine the wear mechanism, the friction surfaces of the tested materials were subjected to observation using scanning electron microscopy after testing. Analysis of the tribological test results enabled the authors to indicate from among the tested samples the most advantageous material combination, which was the vitamin E modified UHMWPE– CoCrMo alloy friction pair. For the above friction pair a slightly higher friction coefficient was recorded, but also at the same time reduced linear wear. In contrast, based on the surface morphology observations, the main wear mechanism was defined which was abrasive-adhesive wear.

2

Wybrane parametry procesu tarcia powłoki ochronnej formowanej metodą IBAD na powierzchni polietylenowej panewki biodrowej

Rybak T., Sulej-Chojnacka J., Mróz A., Gierzyńska-Dolina M., Rajchel B.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2011

|

T. 22, nr 4

291-301

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych pary trącej „głowa-panewka”, stanowiącej układ ruchowy endoprotezy stawu biodrowego, o średnicy ?28 mm. W badaniach uSyto głowę wykonaną ze stopu CoCrMo oraz panewkę UHMWPE z powłoką C-C wykonaną w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Badania prowadzono w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu z wykorzystaniem symulatora SBT-01. Przeprowadzono badania momentu tarcia, siły docisku, wartości temperatury styku oraz zużycia elementów endoprotezy o średnicy 28 mm i porównano z wynikami pary trącej: głowa CoCrMo oraz panewka UHMWPE bez powłoki uformowanej jonowo. Podano i omówiono wyniki badań.

EN

The article presents results of tribological tests for 28 mm head-cup friction couple, which is the motion system of the hip endoprosthesis. In the studies femoral head made of CoCrMo alloy and polyethylene acetabular cup with C-C coating made in Institute of Nuclear Physics of Polish Academy of Science were applied. Investigations were performed in Laboratory of Surface Engineering and Tribology in Metal Forming Institute in Poznan using SBT-01 simulator. Friction moment, contact force, joint temperature and o 28 mm friction elements wear were investigated. This results was compared to results of friction couple: CoCrMo femoral head and UHMWPE acetabular cup without ion formed coating. There are presented and discussed investigations results.

3

Metodyka badań materiałów i elementów endoprotez stawu biodrowego w instytucie obróbki plastycznej

Gierzyńska-Dolna M., Rybak T., Wendland J., Wiśniewska-Weinert H.

Tribologia

|

2010

|

nr 4

107-116

PL

Przedstawiono metodykę tribologicznych badań materiałów i elementów endoprotez stawu biodrowego. Badania prowadzone są na dwóch etapach. Etap pierwszy dotyczy oceny różnych skojarzeń materiałowych pod względem oporów ruchu oraz badania odporności na zużycie za pomocą testera T-05 w styku rozłożonym. Etap drugi obejmuje badania tribologiczne par trących wytypowanych na pierwszym etapie pracy na symulatorze SBT-01 do badań elementów endoprotez stawu biodrowego. Symulator SBT-01 jest prototypowym urządzeniem badawczym zaprojektowanym i zbudowanym w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu. Badania obejmują również analizę topografii i stanu powierzchni przed i po testach za pomocą profilometru, mikroskopu optycznego i SEM. W artykule zaprezentowano wyniki badań panewki z UHMWPE w skojarzeniu z głową ze stopu CoCrMo. Wyznaczono krzywe momentu tarcia, obliczono pracę tarcia dla pojedynczych cykli oraz określono zużycie elementów endoprotezy. Wyznaczono także ciepło wydzielone w procesie tarcia.

EN

This study contains the methodology of materials and hip endoprosthesis component investigations. Studies are realised in two stages. The first stage concerns the evaluation of the behaviour of material connections due to friction forces and wear resistance using a T-05 tester in distributed contact. The second stage contains tribological investigations of material connections in the hip simulator SBT-01 chosen in the first stage. The simulator is a prototype-testing machine designed and built in the Laboratory of Surface Engineering and Tribology of Metal Forming Institute. Research was extended to the analysis of surface topography and condition using a profilograph, optical microscope, and SEM. An examination of UHMWPE cup and CoCrMo alloy head was done. The authors have performed friction moments curves and calculated the work of friction for single cycles. In addition, the study obtained data on the wear of components and heat evolved in the friction process.

4

Badanie wpływu wzajemnego ustawienia elementów endoprotez stawu biodrowego na wybrane parametry procesu tarcia

Sulej-Chojnacka J., Rybak T., Markuszewski J., Woźniak W.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2010

|

T. 21, nr 2

129-141

PL

Całkowita wymiana stawu biodrowego jest obecnie wysoce skuteczną i efektywną metodą przywracania funkcjonowania tego stawu. Podstawową cechą, która powinna cechować sztuczne stawy jest ich stabilność. W artykule opisano wyniki badań wpływu wzajemnego ustawienia elementów endoprotezy stawu biodrowego na wybrane parametry procesu tarcia. Badaniom poddano dwie pary trące o różnych średnicach, wykonane z różnych materiałów. Eksperyment wykonano na zaprojektowanym i zbudowanym w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu symulatorze do badań elementów endoprotez stawu biodrowego SBT-01. Praca wykonana została we współpracy z Kliniką Ortopedii Ogólnej, Onkologicznej i Traumatologii na Uniwersytecie Medycznym im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu.

EN

Total hip replacement is very effective method in case of human joint functionality restoring. The most important property of artificial joints is their functional stability. Results of influence of reciprocal endoprosthesis components setting on chosen friction parameters are presented. Two friction couples with different diameter made of different materials has been tested. Experiment has been performed using hip endoprosthesis simulator SBT-01 designed and constructed in Metal Forming Institute hip endoprosthesis simulator SBT-01. Work was carried out in cooperation with General Orthopaedics, Oncology and Traumatology Clinic at Karol Marcinkowski Poznan University of Medical Sciences.