Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 13

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  endoproteza stawu biodrowego
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
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.
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.
EN
Starting from the well-known fact that the rolling movement always has a lower friction compared to sliding friction, the authors have conceived and realized a pivoting movement joint on a “layer of balls” with “compensation space”, placed between the acetabular cup and the femoral head. This technical solution allows free self-directed migration of the balls, depending on the resistance opposed, with successive occupation of the “compensation space”. As a concept, the proposed technical solution excludes the existence of a cage for maintaining the relative positions of the spheres. It can be observed that the smallest values of the force and of the friction coefficient are obtained for the prostheses with balls and self-directed movement (approximately 5 times smaller than the values obtained for a classical prosthesis). For all the couples tested, the friction force grows with the growth of the normal load and of the oscillation speed. Changing the contact mechanism for the artificial hip joint from one sliding contact between two large surfaces, to a multitude of rolling contacts, could lead to some problems regarding functionality and durability of the active prosthesis elements. The key to an accurate evaluation of damaging mechanisms acting on THP with self directed rolling balls is a clear and complete picture of the load transfer mechanism.
EN
Among the population over the age of 65 years joint diseases constitute more than 50% of chronic diseases and most often apply to the hip. Endoprosthetics is one of the methods for treating this condition and is considered one of the best - clinically and economically - interventions of the modern medicine. However, it is not free of complications among which the loosening of the endoprosthesis is commonest. In publications, a full discussion has been going on arguing whether the complication is caused by biological or mechanical factors. The authors - aiming to answer this question based on CT - tested the influence of the implantation of the acetabular component on the pelvic bone density in Hounsfield units within a 6-month period after the operation. The test results indicate the bone density decrease. The statistical analysis shows, however, that the changes are not statistically significant.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych pary trącej "głowa-panewka" stanowiącej układ ruchowy endoprotezy stawu biodrowego, o średnicy głowy 44 mm. Zarówno głowa, jak i panewka zostały wykonane ze stopu CoCrMo. Badania przeprowadzono na symulatorze SBT-01 przy dwóch różnych kątach ustawienia panewki względem kierunku docisku głowy. Przedstawiono zależności momentu tarcia, siły docisku od kąta obrotu, porównano zużycie elementów oraz wartości pracy tarcia i temperatury dla obu zakresów kątowych. Pracę wykonano w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu.
EN
The article presents the results of tribological results of friction couple "head-cup" which is the system hip replacement, with a diameter of ?44 mm head. Both the head and the cup are made of CoCrMo alloy. The study was conducted on the simulator SBT-01 at two different cup rotation angle ranges to the head. The relations of moment of friction, normal load from the angle of rotation, compared to the wear and work of friction valuesand temperature ranges for both angle ranges. The work was performed at the Laboratory of Surface Engineering and Tribology in Metal Forming Institute in Poznan.
PL
Idealny materiał implantu endoprotezy stawu biodrowego powinien mieć elastyczność modułu kości, wysoką odporność na korozję i zużycie oraz doskonałą biokompatybilność. Aby osiągnąć maksymalną wydajność i trwałość implantu, producenci używają różnych materiałów do różnych części implantu. Korozja odgrywa znaczną rolę w uwalnianiu jonów metali, jednak zarówno zużycie (proces mechaniczny) jak i korozja (proces chemiczny) działają synergistycznie („tribokorozja”) w obecności płynu maziowego/synowialnego bogatego w białko. Ta interakcja powoduje generowanie złożonych produktów degradacji. Gdy dwa metale stykają się ze sobą i przechodzą proces trybologiczny (zużycie przez tarcie lub fretting), zużyty materiał w postaci gruzu zostaje uwolniony z ich węzła par trących. Są to cząstki zużycia mechanicznego lub produkty korozji i/lub jony metali. Ogólnie rzecz biorąc, tribokorozja jest procesem nieodwracalnym, skutkującym transformacją/degradacją materiału z wynikającą zmianą funkcji mechanicznej urządzenia. Wynika to z synergicznej interakcji mechanizmów ślizgowych, ściernych, frettingu, korozji szczelinowej i galwanicznej prowadzących do mechanicznej zmiany implantu. Tribokorozja systemów biologicznych jest trudna do przetestowania ze względu na złożoność struktury powierzchni i dużą liczbę zaangażowanych procesów. Odkrycie efektu synergicznego może wnieść wiele istotnych informacji na temat powstawania biotribowarstw, ich struktury i jednorodności na powierzchni implantu oraz wszelkich korzystnych (lub szkodliwych) efektów.
EN
An ideal hip joint endoprosthesis material should have bone module flexibility, high corrosion and wear resistance, and excellent biocompatibility. To achieve maximum implant performance and durability, manufacturers employ different materials for different parts of the implant. Corrosion plays an important role in the release of metal ions, however both wear (mechanical process) and corrosion (chemical process) act synergistically („tribocorrosion”) in the presence of protein-rich synovial fluid. This interaction generates complex degradation products. When two metals come into contact with each other and undergo a tribological process (wear by means of friction or fretting), the waste material is released as debris from the friction pair. These are wear particles or corrosion products and / or metal ions. In general, tribocorrosion is an irreversible process, resulting in the transformation / degradation of material, and leading to a change of the mechanical function of a device. This is due to the synergistic interaction of sliding and abrasive mechanisms, fretting, crevice and galvanic corrosion leading to a mechanical change of the implant. Tribocorrosion of biological systems is difficult to analyse due to surface structure complexity and a large number of processes involved. The discovery of the synergistic effect can provide much important information on the formation of biotribolayers, their structure and uniformity on the implant surface and any beneficial (or harmful) effects. An ideal hip joint endoprosthesis material should have bone module flexibility, high corrosion and wear resistance, and excellent biocompatibility. To achieve maximum implant performance and durability, manufacturers employ different materials for different parts of the implant. Corrosion plays an important role in the release of metal ions, however both wear (mechanical process) and corrosion (chemical process) act synergistically („tribocorrosion”) in the presence of protein-rich synovial fluid. This interaction generates complex degradation products. When two metals come into contact with each other and undergo a tribological process (wear by means of friction or fretting), the waste material is released as debris from the friction pair. These are wear particles or corrosion products and / or metal ions. In general, tribocorrosion is an irreversible process, resulting in the transformation / degradation of material, and leading to a change of the mechanical function of a device. This is due to the synergistic interaction of sliding and abrasive mechanisms, fretting, crevice and galvanic corrosion leading to a mechanical change of the implant. Tribocorrosion of biological systems is difficult to analyse due to surface structure complexity and a large number of processes involved. The discovery of the synergistic effect can provide much important information on the formation of biotribolayers, their structure and uniformity on the implant surface and any beneficial (or harmful) effects.
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.
8
Content available remote Nowe tendencje w doborze biomateriałów na elementy trące endoprotez
72%
PL
W pracy zwrócono uwagę na dominującą rolę procesów tribologicznych w utracie stabilności endoprotez. Podkreślono negatywne oddziaływanie produktów zużycia (cząstek polietylenu) na organizm ludzki. Omówiono nowe materiały (ceramiczne) stosowane na węzeł tarcia "głowa-panewka" endoprotez stawu biodrowego.
EN
In the paper a special attention has been paid to a dominant role of tribological processes in implant loosening. A negative effect of wear products (polyethylene debris) on human body has been pointed. New materials (ceramic) used for kinematic pair: "head - cup" of hip endoprostheses have been discussed.
PL
W pracy badaniu poddano endoprotezę stawu biodrowego, która uległa zniszczeniu po kilkuletnim okresie od wszczepienia. Zakres badań obejmował etapy trójwymiarowego modelowania układu trzpień-główka, ze szczególnym uwzględnieniem osadzenia gniazda w główce endoprotezy oraz ocenę wytrzymałościową konstrukcji z rozpatrywaniem warunków obciążenia. Przeprowadzono symulacje numeryczne pól naprężeń i odkształceń z oceną dopuszczalnych obciążeń celem weryfikacji poprawności rozwiązania.
EN
The objective of the study was to determine the reasons of endoprosthesis failure after several years since implantation. The range of the investigation included 3D modelling of endoprosthesis and femur and numerical simulation of stress-strain fields in the bone-endoprosthesis system. In the paper special emphasis was put on specific construction of the endoprosthesis head and on estimation of its construction strength. Numerical simulations of stress-strain fields in the endoprosthesis were done to assess correctness of the construction.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych biomateriałów metalowych takich jak: stopy tytanu WT3-1, WT22 oraz stopu CoCrMo poddanych modyfikacji warstwy wierzchniej. Badania przeprowadzono dla biomateriałów metalowych pokrytych warstwą TiN jak i utlenionych anodowo, stosowanych w endoprotezach stawu biodrowego i kolanowego.
EN
The paper presents the results of tribological tests of metal biomaterials, such as: titanium alloy WT3-1, WT22 and CoCrMo alloy, with modified surface layer. The tests were conducted for metal biomaterials with TiN layer and for anodized ones as well, which are used for knee and hip joints endoprostheses.
EN
Purpose: The main goal of research is determination of the influence of frictional pair „endoprosthesis head - acetabular cup” material on frictional resistance and endoprostheses wear, and the stress distribution in the elements of “bone-cement-implant” system. Design/methodology/approach: In the paper new development directions in endoprostheses are discussed with respect to construction of “head-acetabular cup” system and endoprosthesis stem, and proper material selection. The tests were carried out using dedicated simulator of the hip endoprosthesis. A quantitative and qualitative analysis of wear products was carried out. The numerical calculations of stress state in “bone-cement-implant” system were performed using ADINA System. Additionally the impact of incorrect endoprosthesis setting (jaw angle of the stem and cup) on frictional moment was determined experimentally. The stress distribution, in particular parts of “bone-cement-implant” system for selected endoprosthesis stem constructions, was presented. Findings: Both the numerical calculations and tests carried out on the hip endoprosthesis simulator gave us many valuable information on frictional resistance value, wear mechanism and durability of new endoprostheses constructions. Research limitations/implications: Preservation of geometrical, material and tribological similarity to the natural joints is of great significance in design of hip endoprostheses. Despite significant progress in material engineering not all similarity conditions were achieved. The replacement of a specific bone structure and natural joint with polyurethane insert and metal elements (stem, head of endoprosthesis), i.e. materials with much higher modulus of elasticity, cause the significant increase of the “bone-cement-implant” system rigidity. Frictional and wear processes occurring in the moveable system: “head-acetabular cup” and the resulting low endoprosthesis durability pose a serious problem. Practical implications: Future development of endoprostheses alloplasty is determined by the progress in biotribology, especially frictional and wear tests of endoprostheses. Originality/value: The tests were carried out using the hip endoprosthesis simulator, which reflects processes occurring in natural joint.
PL
W pracy przedstawiono tok projektowania i kształtowania przyrostowego minimalnie inwazyjnej endoprotezy powierzchniowej typu RA (Resurfacing Arthroplasty) stawu biodrowego. Nowy typ beztrzpieniowej endoprotezy stawu biodrowego przeznaczony jest do całkowitej artroplastyki powierzchniowej stawu biodrowego THRA (Total Hip Resurfacing Arthroplasty), polegającej na wymianie powierzchni stawowych bez uszkadzania szyjki i jamy szpikowej kości udowej. Całkowicie bezcementowe mocowanie powierzchni stawowych endoprotezy w kości okołostawowej zapewnia rusztowanie łączące w formie systemu szpilkowo-palisadowego.
EN
Presented is the process of design and incremental development work on the micro invasive Resurfacing Arthroplasty of the hip joint. This is a new model of the stemless Total Hip Resurfacing Arthroplasty THRA, which consists in replacement of the joint surfaces without any intervention to femoral neck or femoral marrow cavity.
PL
Przenoszenie się oddziaływania z jednej części endoprotezy na drugą następuje zazwyczaj poprzez bardzo nieznaczną w stosunku do wymiarów danej części powierzchnię styku. Materiał w okolicy powierzchni styku znajduje się pod działaniem przestrzennego stanu naprężeń, przy czym rozkład tych naprężeń jest nader złożony i można go wyznaczyć w oparciu o teorię sprężystości. Naprężenia te, występujące przy nacisku jednej części konstrukcji na drugą, nazywają się naprężeniami kontaktowymi.
EN
The interaction between the two parts of endoprosthesis takes place on a comparatively small contact surface. The material on that surface is under a spatial state of stress and stress distribution is very complex and can be designated only as elasticity theory. High stress caused by pressure between the two parts are called contact stress.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.