Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie tarcia sztucznych stawów biodrowych : przegląd

Leshchynsky V.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 4

381--398

PL

W artykule analizowany jest stan wiedzy na temat warunków kinematycznych, tarcia i zużycia THR. Pokazano, że: 1) geometria złącza HIP określa warunki wpływu tarcia i zużycia; 2) tribologia (tarcie i zużycie) sztucznych stawów HIP (związanych z biokompatybilnością) to dwa kluczowe aspekty odpowiedzialne za kliniczny sukces implantu stawu biodrowego; 3) konieczna jest symulacja tarcia i zużycia w rzeczywistych warunkach pracy stawu biodrowego HIP, w celu oceny skuteczności różnych rozwiązań implantów biodrowych, poprzez porównanie ich parametrów tarcia w zależności od warunków smarowania i mechanizmów zużycia kontrolowanych za pomocą tarcia. Opracowano zmodyfikowany schemat kinematyczny symulatora ruchu z uwzględnieniem poszczególnych składowych ruchu oraz pomiarem siły tarcia komponentów i momentu obrotowego. Zainstalowane osobne czujniki obciążenia pozwalają mierzyć siłę osiową Fz wzdłuż osi kości udowej (z), moment Mz wokół osi z oraz momenty w osiach Mx i My. Opracowano procedurę obliczania parametrów tarcia i smarowania podczas całego cyklu symulacji, która zostanie wykorzystana do przetwarzania danych eksperymentalnych z testów symulacyjnych. Wyniki obliczeń parametrów Sommerfelda w każdym punkcie cyklu ruchu wraz ze schematem obciążenia normalnego pokazują, że parametr Sommerfeld zmienia się nieznacznie w zakresie 11,2·10-8–4,0·10-8 dla 50% cyklu. Zatem zmienność rzeczywistych warunków smarowania obciążonej części dla danego cyklu jest stosunkowo niewielka.

EN

State-of-art of studies of kinematic conditions, friction and wear of THRs is analysed. It is shown that: 1) geometry of the HIP joint defines the friction and wear regimes of its action; 2) tribology (friction and wear) of the artificial HIP joints, associated with biocompatibility, are two critical aspects responsible for the clinical success of a hip implant; 3) the simulation of the friction and wear in real conditions of artificial HIP joint action is needed to assess the performance of different hip implant designs by comparing their friction parameters depending on lubrication conditions and wear mechanisms controlled by friction. The modified kinematic scheme of the friction simulator with separate moving and measurement of the frictional torque components is developed, and the simulator is built. The separate load cells installed allow to measure axial force Fz along the femoral (z) axis, moment Mz about the z-axis and moments about orthogonal axes Mx and My. The calculation procedure of the friction and lubrication parameters during the whole simulation cycle is developed, and will be applied for processing of the experimental data of simulation tests. The results of Sommerfeld parameter calculation in each point of the gain cycle together with normal load diagram reveal that Sommerfeld parameter varies slightly within the range of 1.2·10-8–4.0·10-8 for 50% of the cycle. So, the variation of the real lubrication regime of the loaded part of the gain cycle is relatively small.

2

Geometria powierzchni ceramicznych i metalowych głów endoprotez stawu biodrowego

Cwanek J.

Tribologia

|

2008

|

nr 2

107-115

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań SGP 4 nieeksploatowanych głów korundowych, 3 nieeksploatowanych głów cyrkonowych endoprotez stawu biodrowego oraz 4 nieeksploatowanych głów metalowych sztucznych stawów biodrowych Wellera. Badania geometrii powierzchni wykonano aparatem Rank Taylor Hobson (model Talyskan 150). Skanowaniem objęto powierzchnie o wymiarach od 1,0 mm2 do 4 mm2. Badano parametry St, Sz, Sfd, powierzchnię zajmowaną przez mikrojamki (w %), objętość mikrojamek (w žm3/mm2), średnią głębokości mikrokanałów w žm oraz średnią długość mikrokanałów w cm/cm2 . Na powierzchniach głów korundowych i cyrkonowych wartości parametru St zamykały się w granicach od 7,27 do 7,91 žm (x = 7,53 -7,65; žm s = 0,19 - 0,22), Sz od 5,7 do 6,19 žm (x = 5,79 - 5,97; s = 0,18 - 0,21), na powierzchniach głów metalowych St od 1,179 do 1,232 žm (x = 1,199; s = 0,023), Sz od 0,868 - 0,984 žm (x = 0,928; s = 0,05). Powierzchnie głów pokryte były mikrojamkami, które zajmowały od 11,4 - 12% powierzchni. Najwięcej mikrokawern znajdowało się na powierzchni głowy cyrkonowej (450/cm2), trzykrotnie mniej na powierzchni głowy korundowej (150/mm2) i ponad jedenaście razy mniej na powierzchni głowy metalowej (40/cm2 ). Na powierzchni głowy cyrkonowej mikrojamki miały największą objętość (25100 žm /cm2 ), mniejszą objetość na powierzchni głowy korundowej (20800 žm3 /cm2 ) i najmniejszą na powierzchni głowy metalowej (2850 žm3/cm2). Najbardziej rozwiniętą sieć mikrokanałów stwierdzono na powierzchni głowy cyrkonowej (351 cm/cm3), znacznie mniej rozwinięte na powierzchni głowy korundowej (117,0 cm/cm3) i metalowej (99,6 cm/cm3). Najgłębsze mikrokanały występowały na powierzchni głowy cyrkonowej (544 žm), znacznie płytsze na powierzchni korundowej (0,12 žm) i metalowej głowy (0,098 žm).

EN

The article presents the results of the SGP (scanning of surface geometry) researches of non exploited hip joint endoprostheses' heads - 4 corundum, 3 zirconium and it describes the results of 4 metal heads of artificial Weller hip joints. The tests were performed with a Rank Taylor Hobson apparatus (Talyscan 150 model). The area of scanned head surface was 1,0 mm2-4 mm2. The article also examines the parameters St, Sz, Sfd, the surface covered with microcaverns (in %), capacity of microcaverns (in žm3/mm2), the average depth of micro-caverns in žm and average length of microcaverns in cm/cm2. The values of the St parameter on the surfaces of corundum and zirconium heads was from 7,27 to 7,91 fim (x = 7,53 - 7,65; s = 0,19 -0,22), Sz from 5,7 to 6,19 žm (x = 5,79 - 5,97; s = 0,18 - 0,21), St on surfaces of metal heads was from 1,179 to 1,232 žm (x = 1,199; s = 0,023), Sz from 0,868 - 0,984 žm (x = 0,928; s = 0,05). The surfaces of heads were covered with microcaverns which took up from 11,4-12% of the surface. The biggest number of microcavities were located on the zirconium head surface (450/cm2), three times less on the corundum head surface (150/mm2) and more then eleven times less on the surface of the metal head (40/cm2). On the surface of the zirconium head the microcaverns capacity was the highest (25100 žm3/cm2). A smaller volume of microcaverns was on the corundum head (20800 žm3/cm2) and the smallest on the metal head surface (2850 žm3/cm2). On the surface of zirconium head was noticed the most spread net of microchannels (351 cm/cm3), on corundum head it was much less developed (117,0 cm/cm3) and on metal (99,6 cm/cm3). The deepest micocavities were located on the zirconium head surface (544 žm), and the were much shallower on the corundum head surface (0,12 ža) and metal (0,098 žm).

3

Wpływ redystrybucji naprężeń w kości udowej na proces adaptacji organizmu po implantacji endoprotezy stawu biodrowego

Okrajni J., Kusz D.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

1998

|

z. 7

255-260

PL

W pracy dokonano analizy mechanicznych uwarunkowań biofunkcjonalności sztucznego stawu biodrowego . Skoncentrowano się w tym wypadku na wybranych rodzajach endoprotez . Praca prezentuje metodykę badania zachowania się sztucznego stawu biodrowego w organizmie człowieka uwzględniając metodę elementów skończonych . Stwierdzono , że prognozowanie biologicznych procesów zaniku tkanki kostnej w otoczeniu endoprotezy może być realizowane w oparciu o metody z obszaru mechaniki materiałów.

EN

The important mechanical features of the artificial hip joint which influence it s biofunctionality have been determined . Chosen types of endoprosthesis have been taken into consideration in this case. The paper presents methods of analysis the biomechanical behaviour of the artificial hip in human organism. It has been stated , the biomechanical behaviour prediction of new implant structures and bone resorption around total hip stems could be made on the basis of methods from the mechanic of materials .