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MTS材料试验机应用于髖关节植入物

2020.6.23

疲劳测试对于大/小关节的植入式骨科器械、种植牙和牙科材料、创伤零部件和手术工具的极限强度和可靠性标准的确立至关重要。疲劳测试涉及到控制轴向荷载或多轴荷载以及位移方案，以符合相应的 ASTM 和 ISO 标准以及 FDA 准则。MTS材料试验机应用于髖关节植入物

MTS 提供了专门为评估生物力学构造而设计的紧凑、高质量的测试系统，无论是执行疲劳认证、植入物研究还是研究某些装置（或装置与组织的交界面）的材料和结构特性，您都可以使用这些系统。这种应用的重要特性和功能包括：

● 紧凑的测试系统，可以方便地安置在实验台上

● 准确地测量和控制高达 30 Hz 的疲劳循环静态测试和动态测试

● 多种标准配置，可以准确地在轴向荷载高达 ±25 kN (±5.5 kip)、标准位移为 ±50 mm (±2 in.) 的条件下执行测试 MTS材料试验机应用于髖关节植入物

● 低荷载传感器，可以在毫牛顿范围内执行拉伸测试和疲劳测试

● 数字控制器，可以针对多种特定的测试要求灵活配置

● 精密的应用软件，用于动态测试（标准和非标准）

运动研究

骨科运动研究需要使用尸体标本确定关节运动范围、执行手术或者植入股骨末端零部件、膝或髋关节更换零部件，然后重新检查确定尸体标本的关节运动范围以分析植入装置如何影响其运动。研究需要不同的荷载方案，具体情况视产品而定。膝部更换零部件需要（不超过 5 kN 的）轴向荷载、扭转（胫骨旋转 >20°）和不超过 120° 的屈曲/伸展。髋部更换零部件需要双轴旋转。脊柱植入物需要屈曲/伸展、侧向弯曲和轴向旋转以及复杂的组合运动。

MTS 提供了专用的子系统，用于对膝部、髋部和脊柱的骨科零部件执行运动研究。这些子系统与台式液压伺服测试系统、数字控制器和应用软件组合应用，为生物力学研究打造了完整的解决方案。这些子系统的重要功能包括：

膝部

● 主动控制和动作，用于模拟膝部解剖标本模型生理条件下的位移和荷载

● 可选的作动器，用于模拟肌腱和四头肌肌肉荷载

髋部

● 符合股骨末端零部件的 ASTM 和 ISO 测试标准

● 轴向荷载及旋转，用于模拟行走（双轴摆动）

● 髋关节成形术零部件的伸展/屈曲、内收/外展、零部件

脊柱

● 单纯弯曲、轴向荷载或组合扭转/屈曲

● 多通道和轴向/扭转系统，用于分析骨骼组织和骨科构造

● 低摩擦、高刚度，可以更准确地模拟脊柱

磨损模拟

对膝部、髋部和椎间盘假体以及牙科装置和其他关节零部件的磨损模拟需要施加多自由度荷载，以生成用于装置审批、验证过程和继续开发的数据。要遵循适用的 ASTM 或 ISO 标准（膝部标准 ISO 14243，脊柱标准 ISO 18192 或 ASTM F2624，髋部标准 ISO 14242）完成磨损测试，通常需要在 1 Hz 下完成多达五百万到一千万个循环，这相当于四五个月的全天测试。这些测试对于执行当前设计和新设计与以前设计的比较至关重要。

MTS 提供了的生物医学装置磨损测试专业知识。我们推出了用于膝部、脊柱和髋部磨损测试产品的单站式和多站式系统以及牙科磨损模拟系统。这些系统的重要功能包括：

膝部

● 六个测试站，便于获得具有统计意义的样本，并zui大限度缩短测试时间

● 屈曲/伸展 (My)、轴向荷载 (Fz)、前/后 (Fx) 和胫骨旋转 (Mz) 等运动，包括内翻/外翻和内侧/外侧运动

● 用于荷载浸润、荷载感应、液位感应、测试夹具工装和温度控制的选件

脊柱

● 六个方便用户使用的样品控制模块，用于提供具有统计意义的有效样品尺寸

● 在四个主动自由度中的精密控制，和剩余两个自由度中的被动运动

● 高质量的滚针轴承，可以运行多年和数百万次循环

髋部

● 同时zui多测试十二个髋关节假体

● （当施加轴向荷载时）倾斜座架和作动器的旋转模拟行走运动