Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 21

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  endoprostheses
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The paper deals with the subject related to the assessment of the influence of the axis angle of the metal components of the hip joint on the emission of cobalt ions. The tribological tests were carried out with the use of a simulator for the examination of hip joint endoprostheses, the structure of which enables the fixation of endoprosthesis components in accordance with the anatomical structure of the human hip joint. During the tests, the simulator performs flexion and extension movements as well as loads occurring in the human hip joint while walking. Loss-wear tests were carried out for nine variants of the “head–cup” system settings. These settings were determined on the basis of CT images obtained from patients after arthroplasty. After the tribological tests were completed, samples of the lubricating fluid with the wear products suspended in it were collected in order to determine the concentration of cobalt ions, which was carried out using the atomic absorption spectrometry method. As a result, the influence of the head antetorsion angle (α) and the acetabular anteversion angle (β) on the concentration of cobalt ions was analysed.
PL
W pracy poruszono problematykę związaną z oceną wpływu kątów elementów endoprotezy stawu biodrowego na emisję jonów kobaltu. Badania tribologiczne przeprowadzono przy użyciu symulatora do badania endoprotez stawu biodrowego, którego konstrukcja umożliwia mocowanie elementów endoprotezy zgodnie z budową anatomiczną stawu biodrowego człowieka. Podczas testów symulator wykonuje ruchy zgięcia i wyprostu oraz obciążenia występujące w stawie biodrowym człowieka podczas chodzenia. Testy zużycia przeprowadzono dla dziewięciu wariantów ustawień układu „głowa–panewka”. Ustawienia te zostały określone na podstawie obrazów CT uzyskanych od pacjentów po endoprotezoplastyce. Po zakończeniu badań tribologicznych pobrano próbki cieczy smarującej z pozostałymi w niej produktami zużycia w celu oznaczenia stężenia jonów kobaltu, co przeprowadzono metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej. W rezultacie przeanalizowano wpływ kąta antetorsji głowy (α) i kąta antewersji panewki (β) na stężenie jonów kobaltu.
PL
Wykonano badania elementów endoprotez stawu biodrowego pod kątem starzenia się materiałów, rozpoznania struktur stosowanych metali oraz cementów służących do fiksacji endoprotez. Badaniom poddano także „zużyte" elementy endoprotez po różnych okresach ich funkcjonowania. Stwierdzono, że starzenie się polimerów prowadzi to ich spękania przez co skraca się czas prawidłowego funkcjonowania panewek i całych sztucznych stawów. W „pracujących” elementach metalowych (głowy endoprotez) zaobserwowano w stali wtrącenia mikro żużelków, które po wykruszeniu się ze stali pod czas stawu biodrowego niszczą gładź powierzchni głowy endoptotezy oraz wewnętrzna powierzchnię panewki. Długotrwałe obciążenie panewek prowadzi do zmiany struktury atomowej polipropylenu z którego wykonane są panewki. To pociąga za sobą szybsze niszczenie obciążanej panewki. Badane, dwuskładnikowe cementy fiksujące endoprotezę zawierały banieczki powietrza, co jest efektem mieszania składników. Ich obecność osłabia stabilizacje endoprotezy przyspieszając konieczność jej wymiany.
EN
Tests were performed on elements of hip joint endoprostheses regarding aging of the materials, structures of the metals as well as the cements used to fix the implant to the bone.“Worn out” elements of endoprostheses after different periods of functioning were also studied It was determined that aging of the polymers leads to their cracking, which shortens the time of proper functioning of the acetabula and the whole artificial joints. In the “working” metal elements (femoral heads) creation of micro slag bits in the steel was observed. Those bits break out from the steel during the functioning of the hip joint, damaging the surface finishing of the head of the implant and the inner surface of the acetabulum. Long-term load on the acetabula leads to changes in the atomic structure of the polypropylene that they are built of. That causes the acetabula to wear out faster. Two-component fixing cements that were tested contained air bubbles as a result of mixing the components. Their presence weakens the endoprostheses stabilization, accelerating the necessity to replace it.
EN
The purpose of this paper is to show results of laser treatment at cryogenic conditions of the Ti6Al4V alloy used for orthopedic applications. That modification process ought to bring beneficial changes of microstructure and residual stresses in the surface layer. The paper presents the abrasive wear of the base and laser remelted material in association with ceramics Al2O3. Despite the surface cracking after laser treatment the tribological properties in simulated body fluid have been substantially improved.
PL
Celem artykułu jest pokazanie rezultatów obróbki laserowej w warunkach kriogenicznych stopu Ti6Al4V używanego w aplikacjach ortopedycznych. Tego rodzaju proces modyfikacji powinien przynieść korzystne zmiany w mikrostrukturze i naprężeniach własnych warstwy wierzchniej. Artykuł prezentuje badania odporności na zużycie ścierne materiału podstawowego i nadtopionego laserowo w skojarzeniu z ceramiką Al2O3. Pomimo pęknięć na powierzchni materiału po obróbce laserowej własności tribologiczne badane w roztworze symulującym płyn ustrojowy zostały znacznie ulepszone.
PL
Najczęściej stosowanym biomateriałem tytanowym na elementy endoprotez stawu kolanowego jest stop Ti6Al4V. Ze względu na zawartość wanadu, zaliczanego do pierwiastków o dużej toksyczności, są podejmowane działania w kierunku zastąpienia tego stopu stopami bezwanadowymi. Jednym z najbardziej obiecujących jest stop Ti13Nb13Zr zawierający w swoim składzie jedynie pierwiastki witalne, niewywołujące stanów zapalnych i odczynów alergicznych. W artykule zaprezentowano wyniki badań odporności na zużycie ścierne stopów tytanu: Ti6Al4V (powszechnie stosowanego) i Til3Nbl3Zr (stopu nowej generacji) w skojarzeniu z polietylenem (PE-UHMW) predysponowanych na elementy pary trącej w endoprotezie kolanowej. Otrzymane wyniki przeanalizowano pod kątem możliwości zastosowania stopu tytanu nowej generacji na komponenty tej endoprotezy. Próby odporności na zużycie ścierne wybranych par ciernych przeprowadzono z wykorzystaniem tribometru PT-3 w środowisku cieczy symulującej płyn ustrojowy - roztworu Ringera. Zastosowano obciążenie rzędu 2 kN przy prędkości obrotowej próbek tytanowych 30 obr/min przez 1 lub 2 godziny. Zużycie ścierne w parze trącej Ti13Nb13Zr-PE-UHMW jest mniej sze niż w przypadku pary Ti6Al4V-PE-UHMW i to zarówno globalnie w odniesieniu do całego skojarzenia, jak i w odniesieniu do pojedynczych próbek. Udział produktów zużycia w strefie tarcia także jest większy w przypadku skojarzenia Ti6Al4V-PE-UHMW. Produkty te, przemieszczając się pomiędzy współpracującymi materiałami, działają jak ścierniwo, intensyfikując procesy zużycia ściernego. Średni ubytek masy określany na podstawie metody wagowej próbki Z Ti6Al4V wyniósł 0,00177 g, a Ti13Nb13Zr 0,00062 g. W przypadku próbek UHMW-PE współpracujących Z Ti6Al4V ubytek wynosił 0,0043 g, a dla skojarzonych Z Ti13Nb13Zr 0,00234 g. Badania struktury geometrycznej powierzchni próbek roboczych z rejestracją zmian chropowatości Ra wykazały większe zużycie po stronie próbek ze stopu Ti6Al4V, dla których mimo mniej szych, początkowych wartości Ra, końcowa, uśredniona wartość była równa 0,53 um. Dla próbek Ti13Nb13Zr wyniosła ona 0,43 um. W przypadku próbek UHMW-PE współpracujących z Ti6Al4V to 0,85 um, a dla skojarzonych Z Ti13Nb13Zr 0,61 um.
EN
The Ti6Al4V alloy is commonly used titanium biomaterial in elements of knee joint endoprosthesis. Taking into consideration the content of vanadium, which is ranked as the element ofhigh toxicity, there are taken efforts to substitute this alloy with non-vanadium alloys. One of the most promising is Ti13Nb13Zr alloy. It contains only vital elements which do not cause infiammations or allergic reactions. The paper presents research results of resistance to abrasive wear of titanium alloys: Ti6Al4V (commonly used) and Ti13Nb13Zr (alloy of new generation) in association with polyethylene (PE-UHMW) predisposed for elements on pair ofthe knee endoprosthesis. Results were analyzed considering the possibility of use new generation titanium alloys for components for these endoprosthesis. Tests of resistance to abrasive Wear of selected friction pair were conducted in PT-3 tribometer in Ringer”s solution environment under constant load 2.0 kN, rotational speed of the moving specimens (Til3Nbl3Zr and Ti6Al4V): 30 rpm, test duration: 1 or 2 hours. Resistance to abrasive wear of selected pair of friction Til3Nb13Zr-PE- UHMW is lower than fon Ti6Al4V-PE-UHMW pair, not only globally - in reference to whole join - but also in reference to individual samples. Contribution of wear products is also higher in Ti6Al4V-PE-UHMW pair. These products move between mating materials, they act as grindings, thus intensifying the process of abrasive Wear. average mass losses determined by weight method for Ti6Al4V and Ti13Nb13Zr sample were 0.00177 g and 0.00062 g, respectively. In case of PE-UHMW samples associated with Ti6Al4V it Was 0.0043 g, whereas for Til3Nbl3Zr it Was 0.00234 g. Geometric structure analysis of sample surfaces, from registration Ra roughness changes, revealed higher wear on Ti6Al4V alloy samples, despite lower initial value of Ra, their final average value was 0.53 um while for Ti13Nb13Zr sample was 0.43 um. In case of UHMW-PE samples associated with Ti6Al4V this value equaled to 0.85 um, while in case ofTi13Nb13Zr it was 0.61 um.
EN
Scientific goal of the Project is determination of femoral head and acetabular cup symmetry axes determination for patients after hip endoprosthesis implantation, investigation and adjudication of physicochemical and mechanical processes in hip joint implants exploitation taking account into tribological processes and wear intensity evaluation with different correlated femoral head and acetabular cup setting. Investigations also contains examination of amount of metal ions in patients bodies after hip replacement operations. Planned effect of the Project is determination of parameters assigning operation technique quality and indication of optimal friction couple setting. In the frame of the Project friction moment run and friction work values for single cycle in dependence on correlated setting of endoprosthesis components and as a consequence influence of implant setting on amount of metal ions releasing to human body will be determinated using simulator. The extent of work contains: 1. Computer tomography digital images of patients after hip replacement database preparation 2. Study the impact of prosthesis setting on amount of released metal ions: chromium and cobalt to the human organism. 3. The development of digital image processing method f or endoprostheses setting modeling using FEM. 4. Investigate the friction-wear investigations performance with different endoprosthesis settings. 5. Characterization of the wear products after tribological tests. 6. Optimal endoprosthesis settings database elaboration. 7. Verification and optimization of mounting through numerical analysis of implant-bone system in endoprosthesis. The final result of the Project is to improve the surgical navigation system by identifying in femoral head and acetabular cup setting that will provide the least resistance to motion, increased stability and the least amount of metal ions released during exploitation. Initiators intend to create a database containing the assignment of setting parameters for exploitation properties. In the future it is planned to use the developed database for surgical navigation software, enabling surgeons to avoid negative endoprostheses mutual settings during operation.
PL
Obecnie badania, zarówno bioinżynierskie jak i kliniczne, w zakresie endoprotezowania stawów prowadzone są dwutorowo: 1) w kierunku doskonalenia strukturalnych i osteoindukcyjnych właściwości powierzchni implantów współpracujących z kością i porowatych pokryć elementów endoprotez mocowanych bezcementowo oraz aktualnie nastąpił 2) renesans tzw. ‘kapoplastyki powierzchniowej’ – polegającej na wymianie powierzchni stawowych, np.: powierzchni panewkowej i udowej stawu biodrowego bez uszkadzania kości gąbczastej głowy i szyjki kości udowej oraz przynasady i kanału szpikowego. Współczesne trendy w bioinżynierskim projektowaniu małoinwazyjnych endoprotez stawów przedstawiono 1) na tle przeglądu historycznych rozwiązań tradycyjnych długotrzpieniowych endoprotez stawu biodrowego i krytycznej charakterystyki obecnie stosowanych endoprotez powierzchniowych stawu biodrowego oraz 2) na podstawie współczesnego dwufazowego porosprężystego modelu biomechanicznego kości. W szczególności zaprezentowano biomechaniczne założenia i prototypy nowego rodzaju małoinwazyjnej, mocowanej całkowicie bezcementowo, endoprotezy powierzchniowej z oryginalnym systemem mocującym zaprototypowanym metodą Stereolitografii (SLA), zob. RYS. 1, oraz wytworzonym metodą selektywnego stapiania proszków wiązką lasera (SLM). Prototypy endoprotezy zostały zaprojektowane i wytworzone w ramach zakończonego w lutym 2008 roku naszego projektu badawczego nr 4 T07C 056 29: pt.: „Badanie i projektowanie cech konstrukcyjnych połączeń porowatych implantów ortopedycznych z kośćmi”. Całkowita endoproteza powierzchniowa THRA (total hip resurfacing arthroplasty) ze szpilkowo-palisadowym systemem mocowania powierzchni stawowych oparta jest na koncepcji P. Rogali (patent europejski nr 072418B1: “Endoprothesis”, patent USA nr 5,91,759: “Acetabulum endoprothesis and head”, patent kanadyjski nr 2,200,064, 2002). Rozwiązanie to proponuje radykalną zmianę techniki mocowania elementów endoprotezy w kości. Umożliwia bezcementowe (bez użycia kleju kostnego) zamocowanie endoprotezy stawu metodą press-fit przez sukcesywne wprowadzanie wielobocznych igieł w kość gąbczastą (np. głowy kości udowej) na określoną głębokość pozwalając, aby pozostała przestrzeń pomiędzy tymi igłami wypełniana została przez narastającą kość. Ponadto rozwiązanie to zakłada łatwiejszą operację rewizyjną endoprotezy oraz znaczne zwiększenie współpracy adhezyjnej pomiędzy implantem a kością, co ma szczególne znaczenie w przypadku osteoporozy, a także zachowanie fizjologicznej możliwości przenoszenia obciążenia w stawie przez głowę kości udowej do kości gąbczastej i następnie do kości korowej bliższej nasady, co pozwoli na redukcję zjawiska stress shielding i promocję adaptacyjnego wrastania tkanki kostnej w przestrzeń międzyszpilkową endoprotezy.
EN
Currently the bioengineering and clinical research on joint endoprostheses is proceeding in two directions: 1) to improve the structural and osteoinductive properties of implant surfaces and porous coatings of cementless endoporostheses elements, and 2) there have occurred the renaissance of so-called “capoplasty of joints” (resurfacing arthroplasty RA) – the procedure of replacement of joint articular surfaces e.g. in hip joint replacement of acetabulae and femoral head articular surfaces, preserving the femoral neck, the epiphyseal cancellous bone and femoral marrow canal. The modern trends in the bioengineering design of low-invasive joint endoprotheses are presented 1) on the historical review background of various models of traditional long-stem hip endoprotheses including critical review of contruction of contemporary used resurfacing hip endoprostheses, and 2) on the basis of modern two-phase poroelastic biomechanical model of bone. In particular the biomechanical principles and prototypes of new kind of low-invasive, totally cementless hip resurfacing endoprosthesis with original (grounding) fixation system manufactured by SLA (Stereolitography), see FIG. 1, and by SLM (Selective Laser Melting) technology are presented. The prototypes of the endoprosthesis were designed and manufactured within the framework of the finished in February 2008 our research project no 4 T07C 056 29: “Experimental investigation and design of the constructional properties of bone-porous implant fixation”. This total hip resurfacing endooprosthesis with original needle-palisade fixation system, based on the concept by P. Rogala (European patent no 072418 B1: “Endoprothesis”, US patent no 5,91,759: “Acetabulum endoprothesis and head”, Canadian patent no 2,200,064, dated 2002) proposes radical change in fixation technique of the endoprosthesis components in bone. It presents 1) close-to-natural grounding way – without use of bone cement – safer operative procedure-press-fit technique by the successive introduction of multilateral needles into the spongy bone (the remaining free space between needles is filled up by ingrowing new formed bone tissue), 2) easier revision arthroplasty, 3) good adhesion system (important for example in case of osteoporosis), 4) cortical and cancellous load transmission system preventing the stress-shielding and promoting bone-tissue ingrowth.
11
Content available Static finite element analysis of lower limb
EN
The paper deals with a simulation by means of finite method of a natural lower limb after a knee joint arthroplasty in a full extension. Our last static model serving as a starting point for our future dynamic analysis is presented now. Aside a total knee endoprosthesis Medin Modular provided by MedinOrthopedics, a.s., two long bones, femur and tibia were used. Compared with our former results, this model gives reduced stress and contact pressures values which were given by more realistic ankle and hip joint definition. Their distributions also correspond better the experimental findings.
EN
In the paper, designs of endoprostheses and orthosis devices are presented. The endoprostheses of various joints have been designed, i.e. those of the elbow joint, hip joint, knee joint and intervertebral disc. The process of design and that of manufacturing are also shown in details, as well as certain results of numerical simulations of bone behaviour after implantation. It has to be emphasised that the designed prostheses have been successfully implanted. Clinical observations indicate a proper load transfer from the prosthesis to the bone (slight bone resorption) and give good predictions as to the endoprosthesis functionality. Also some designs of orthosis devices, which facilitate paralysed people’s life, are shown.
PL
Przedstawiono koncepcję nowej endoprotezy o szczególnie wysokiej odporności na zużycie i pękanie. Koncepcja zakłada wytwarzanie wieloetapową obróbką powierzchniową kompozytu metalowo-ceramicznego.
EN
The conception of new endoprostheses demonstrating especially high degradation and cracking resistance has been presented. The idea of multi-stage surface treatment of metallic-ceramic composite has been described.
14
Content available remote Procesy zużycia w elementach polietylenowych endoprotez stawu biodrowego
PL
W pracy podano wyniki badań tarciowo - zużyciowych materiałów wykorzystywanych na elementy trące endoprotez stawów biodrowego. Badania przeprowadzono na modelu uproszczonym półpanewka - pierścień metalowy na symulatorze T-05. Ponadto omówiono wyniki badań współczynnika tarcia w układzie "polietylen - biomateriał metalowy" dla różnych skojarzeń trących.
EN
The paper presents the results of wear-friction research of materials that elements of hip joint endoprostheses are made of. The research were carried out on simplified model semisocket - metallic ring on T-5 simulator. It also provides the results of research on friction factor in "poliethylene -metallic biomateriał" system for various friction associations.
EN
Effect of electron beam irradiation with a dose equivalent to that used in practice during radiation sterilization of endoprostheses (26 kGy) or twice higher (2 ź 26 kGy) on the change of UHMW-PE structure. UHMW-PE (trade name Chirulen 1120) is used for preparation of cups of hip endoprostheses. Structural changes of the polymer have been investigated using FT-IR method. Mainly the results of polymer oxidation (increase in the part of carbonyl groups of ketone, ester and perester types as well as of hydroxyl and vinyl groups) have been found. It was also found, using GPC method, that irradiation caused also partial degradation of macromolecules (reduction of molecular weight one order of magnitude) and crosslinking processes were favored by macroradicals formed (gel fraction part about 40 %, increase in melting temperature as well as in crystallinity degree).
PL
Określono wpływ napromieniania strumieniem elektronów dawką równoważną stosowanej w praktyce podczas sterylizaqi radiacyjnej endoprotez chirurgicznych (26 kGy) oraz dwukrotnie większą (2 ź 26 kGy) na zmianę struktury PE-UHMW o nazwie handlowej "Chirulen 1120" (tabela 1) służącego do otrzymywania panewek endoprotez biodrowych. Metodą FT-IR zbadano zmiany strukturalne polimeru, stwierdzając głównie występowanie skutków jego utlenienia (wzrost udziału grup karbonylowych typu ketonowego, estrowego i nadestrowego, grup hydroksylowych oraz winylowych) (rys. 1). Metodą GPC stwierdzono, że napromienianie powoduje także częściową degradację makrocząsteczek (zmniejszenie ciężaru cząsteczkowego o jeden rząd wielkości), a wytworzone makrorodniki sprzyjają procesom sieciowania (wynoszący ok. 40 % udział frakcji żelowej, wzrost temperatury topnienia i stopnia krystaliczności) (tabela 2).
EN
In the paper biomaterials used for implants have been discussed. Typical examples of biomaterial applications in medicine have been given. Tribological processes in implantology have been taken into consideration. Further trends in research have been pointed
17
Content available remote Procesy tribologiczne w węzłach ruchowych endoprotez
PL
W pracy podano wzrost zapotrzebowania na endoprotezy stawu biodrowego i kolanowego w latach 1990-2000. Naświetlono procesy destrukcyjne występujące w węzłach trących endoprotez. Podano wyniki własnych badań dotyczące wpływu obróbki powierzchniowej na wzrost odporności na zużycie stopu tytanu Ti6A14V.
EN
In the paper the increase in demand for both knee and hip endoprostheses in 1990-2000 was given. Destructive processes occurring in frictional pairs of endoprostheses were presented. Test results concerning the influence of surface treatment on the increase in wear resistance of Ti6A14V titanium alloy were given.
18
Content available remote Biotribologia i aplikacje medyczne
PL
W pracy wskazano na kierunki działań prowadzonych w ramach Dekady Kości i Stawów (2000-2010). Omówiono rolę inżynierii materiałowej i biotribologii w rozwoju implantologii. Wskazano na osiągnięcia techniczne biotribologii oraz aplikacje medyczne nowych rozwiązań węzłów ruchowych endoprotez.
EN
In the paper the possible ways of develping actions concerning the Bones and Joint Decade (2000-2010) were given. A role of material engineering and biotribology in implantology was discussed. Both technical achievements of biotribology and medical application of new solutions used in moveable pairs of endoprostheses were pointed out.
19
Content available Biomateriały dla endoprotezoplastyki stawów
PL
W pracy przedstawiono zarys rozwoju biomateriałów dla endoprotezoplastyki stawów. Omówiono aktualnie stosowane materiały do produkcji endoprotez. Przedstawiono determinanty i kierunki rozwoju nowych biomateriałów. Omówione zostały przyczyny niepowodzeń w endoprotezoplastyce. Zwrócono szczególną uwagę na znaczenie procesów tarcia oraz rozwój biomateriałów na węzły kinematyczne endoprotez. W końcowej części pracy zaprezentowano własną propozycję materiałową w konstrukcji całkowitej protezy stawu biodrowego.
EN
This is a report on the development of biomaterials used in joint arthroplasty. The latest materials in the manufacture of endoprostheses are described. The problems and methods in the development of new biomaterials as well as the reasons of failure in arthoplasty are described. The causes of friction processes and development of new biomaterials for friction pairs of endoprostheses are treated with special attention. The own materials construction of artificial hip joints is shown in this paper.
20
Content available remote Tribological aspects of materials selection for implants
EN
In the paper characteristics of mechanical and tribological properties of materials applied in biomedical engineering have been given. It has been taken note of a high difference in modulus of elasticity of metal materials applied in endoprostheses and modulus of elasticity of bone. Test results of friction coefficient and wear of materials applied in endoprostheses have been given.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.