RU2547694C1 - Method for instant simulation of abrasive wear of polyethylene insert of metal cup or polyethylene cup of experiment module of hip implant dynamically - Google Patents
Method for instant simulation of abrasive wear of polyethylene insert of metal cup or polyethylene cup of experiment module of hip implant dynamically Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547694C1 RU2547694C1 RU2014101206/14A RU2014101206A RU2547694C1 RU 2547694 C1 RU2547694 C1 RU 2547694C1 RU 2014101206/14 A RU2014101206/14 A RU 2014101206/14A RU 2014101206 A RU2014101206 A RU 2014101206A RU 2547694 C1 RU2547694 C1 RU 2547694C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cup
- polyethylene
- module
- metal
- head
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Способ относится к медицине, а именно к оперативной ортопедии, эндопротезированию тазобедренного сустава, экспериментальной медицине, биомеханике.The method relates to medicine, namely to operative orthopedics, hip arthroplasty, experimental medicine, biomechanics.
Эксплуатационные характеристики эндопротезов в значительной степени зависят от свойств конструкционных материалов. Особую опасность представляют продукты износа эндопротезов. Их распространение по всей контактной поверхности кость - имплантат и последующая клеточная реакция на них являются главной причиной асептической нестабильности ножки и ацетабулярного компонента [Загородний Н.В. Низкофрикционные эндо-протезы в хирургии тазобедренного сустава / Н.В. Загородний, С.А. Калашников, Х.М. Магамедов // Вестник РУДН, 2002 №2. Кафедра ортопедии и травматологии РУДН, Москва].The performance of endoprostheses is largely dependent on the properties of structural materials. Of particular danger are wear products of endoprostheses. Their spread over the entire contact surface of the bone - the implant and the subsequent cellular reaction to them are the main cause of aseptic instability of the legs and acetabular component [Zagorodni N.V. Low-friction endoprostheses in hip surgery / N.V. Zagorodni, S.A. Kalashnikov, H.M. Magamedov // Bulletin of the RUDN University, 2002 No. 2. Department of Orthopedics and Traumatology, RUDN University, Moscow].
Лабораторная оценка "износа" экспериментального тазобедренного протеза - это важный момент в развитии конструкции от прототипа до производства. Близкое решение можно найти в работах В.В. Шадрина [Шадрин В.В. Экспериментальное исследование динамических свойств наполненного полиэтилена / В.В. Шадрин, Г.П. Башин // Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермский государственный университет]. Исследование осуществлялось путем динамического механического анализа, в ходе которого определялся модуль потерь полиэтиленового вкладыша. Но в данном исследовании не учитывались особенности износа полиэтиленового материала в условиях экспериментальной модели эндопротеза тазобедренного сустава.A laboratory assessment of the wear of an experimental hip prosthesis is an important point in the development of a design from prototype to production. A close solution can be found in the works of V.V. Shadrina [Shadrin V.V. An experimental study of the dynamic properties of filled polyethylene / V.V. Shadrin, G.P. Bashin // Institute of Continuum Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Perm State University]. The study was carried out by dynamic mechanical analysis, during which the loss modulus of the polyethylene liner was determined. But this study did not take into account the peculiarities of wear of polyethylene material in the conditions of an experimental model of a hip joint prosthesis.
Наиболее близкое решение данной проблемы представлено в рекомендациях по лабораторной оценке степени износа трущихся поверхностей [Протезы тазобедренных суставов. Лабораторная оценка степени износа трущихся поверхностей. Основные рекомендации. Ρ 42-610-02" (утв. Минздравом РФ 27.02.2002)]. Однако в описании методики не говорится, каким образом ориентированы продольная ось головки и ось шейки ножки модуля по отношению к плоскости входа в чашку модуля эндопротеза. Следуя описанию методики, пространственное соотношение компонентов модуля эндопротеза может отличаться от данных показателей морфометрии нормального тазобедренного сустава, в результате чего полученные данные по износу полиэтиленового вкладыша или полиэтиленовой чашки могут варьировать.The closest solution to this problem is presented in the recommendations for laboratory assessment of the degree of wear of rubbing surfaces [Prostheses of the hip joints. Laboratory assessment of the degree of wear of rubbing surfaces. Key recommendations. Ρ 42-610-02 "(approved by the Ministry of Health of the Russian Federation on February 27, 2002)]. However, the description of the methodology does not say how the longitudinal axis of the head and the axis of the neck of the module leg are oriented with respect to the plane of entry into the cup of the endoprosthesis module. Following the description of the method, the spatial ratio of the components of the endoprosthesis module may differ from the data of morphometry of the normal hip joint, as a result of which the obtained data on the wear of the polyethylene liner or polyethylene cup can vary.
Технический результат - разработать эффективный способ экспресс-моделирования износа полиэтиленового вкладыша или полиэтиленовой чашки экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава в динамических условиях.EFFECT: development of an effective method for express modeling of wear of a polyethylene liner or a polyethylene cup of an experimental module of a hip joint endoprosthesis in dynamic conditions.
Технический результат достигается следующим путем: экспериментальный модуль эндопротеза тазобедренного сустава имеет головку с ножкой, полиэтиленовый вкладыш металлической чашки или полиэтиленовую чашку и устройство для фиксации чашки, причем головка состоит из керамики или металлических сплавов и имеет шероховатую поверхность, при этом экспериментальный модуль эндопротеза тазобедренного сустава фиксируют в специальном устройстве таким образом, чтобы головка находилась в полиэтиленовом вкладыше металлической чашки или полиэтиленовой чашке модуля эндопротеза, при этом продольная ось головки и ножки модуля эндопротеза были перпендикулярны плоскости входа в полиэтиленовую чашку или полиэтиленовый вкладыш металлической чашки модуля эндопротеза, после чего проводят динамические испытания на совместное сжатие и циклическое кручение в паре трения, а в конце эксперимента получают износ полиэтиленового вкладыша металлической чашки, или полиэтиленовой чашки.The technical result is achieved in the following way: the experimental module of the hip joint implant has a head with a leg, a polyethylene liner of a metal cup or a plastic cup and a device for fixing the cup, the head consisting of ceramic or metal alloys and has a rough surface, while the experimental module of the hip joint is fixed in a special device so that the head is in a polyethylene liner of a metal cup or polyethylene a new cup of the endoprosthesis module, while the longitudinal axis of the head and legs of the endoprosthesis module was perpendicular to the plane of entry into the polyethylene cup or the polyethylene liner of the metal cup of the endoprosthesis module, after which dynamic tests for joint compression and cyclic torsion in a friction pair are carried out, and at the end of the experiment wear a polyethylene liner of a metal cup, or a polyethylene cup.
Изобретение поясняется следующими фигурамиThe invention is illustrated by the following figures.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства до испытания: 1 - головка; 2 - ножка модуля; 4 - устройство для фиксации чашки: 4а - цилиндр с градуировкой; 4б - станина.In FIG. 1 shows a General view of the device before the test: 1 - head; 2 - module leg; 4 - device for fixing the cup: 4a - cylinder with graduation; 4b - bed.
На фиг. 2 представлен общий вид устройства до испытания (крупный план): 1 - головка; 2 - ножка модуля; 3 - полиэтиленовая чашка; 4 - устройство для фиксации чашки: 4а - цилиндр с градуировкой;In FIG. 2 shows a general view of the device before testing (close-up): 1 - head; 2 - module leg; 3 - a plastic cup; 4 - device for fixing the cup: 4a - cylinder with graduation;
На фиг. 3 представлено проведение испытания моделирования износа полиэтиленовой чашки 4 - устройство для фиксацииIn FIG. 3 presents the test of modeling the wear of a polyethylene cup; 4 - a device for fixing
На фиг. 4 представлено окончание испытания моделирования износа полиэтиленовой чашки (5).In FIG. Figure 4 shows the end of a simulation test of the wear of a polyethylene cup (5).
На фиг. 5 представлены изменения головки после проведения эксперимента (6).In FIG. Figure 5 shows the changes in the head after the experiment (6).
Способ осуществляется следующим образом. В ходе эксперимента проводим долговременные и многократные циклические движения в модуле эндопротеза тазобедренного сустава. Экспериментальный модуль эндопротеза тазобедренного сустава включает следующие составляющие: головка с ножкой, полиэтиленовый вкладыш металлической чашки или полиэтиленовая чашка и устройство для фиксации чашки. По структуре головка состоит из керамики или металлических сплавов и имеет шероховатую поверхность.The method is as follows. During the experiment, we carry out long-term and multiple cyclic movements in the hip joint prosthesis module. The experimental module of the hip joint implant includes the following components: a head with a leg, a polyethylene insert of a metal cup or a polyethylene cup and a device for fixing the cup. The structure of the head consists of ceramics or metal alloys and has a rough surface.
Экспериментальный модуль эндопротеза тазобедренного сустава фиксируем в специальном устройстве таким образом, чтобы головка находилась в полиэтиленовом вкладыше металлической чашки или в полиэтиленовой чашке модуля эндопротеза. Устройство с полиэтиленовой чашкой устанавливаем так, чтобы продольная ось головки и ось ножки модуля эндопротеза были перпендикулярны к плоскости входа в полиэтиленовый вкладыш металлической чашки модуля или полиэтиленовую чашку модуля эндопротеза (фиг.1, 2). После установки головки и полиэтиленовой чашки проводим динамические испытания на совместное сжатие и циклическое кручение в паре трения (фиг.3, 4). После проведения цикла испытаний исследуем износ полиэтиленового вкладыша чашки или полиэтиленовой чашки экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава (фиг.5, 6).The experimental module of the hip joint prosthesis is fixed in a special device so that the head is in the polyethylene liner of the metal cup or in the polyethylene cup of the endoprosthesis module. A device with a polyethylene cup is installed so that the longitudinal axis of the head and the axis of the legs of the endoprosthesis module are perpendicular to the plane of entry into the polyethylene liner of the metal cup of the module or the polyethylene cup of the endoprosthesis module (Figs. 1, 2). After installing the head and the plastic cup, we conduct dynamic tests for joint compression and cyclic torsion in a friction pair (Figs. 3, 4). After the test cycle, we examine the wear of the polyethylene liner of the cup or polyethylene cup of the experimental module of the hip joint endoprosthesis (Figs. 5, 6).
Таким образом, предложенный способ позволяет исследовать износ полиэтиленового вкладыша чашки или полиэтиленовой чашки экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава, при перпендикулярном расположении продольной оси головки и оси шейки ножки модуля эндопротеза по отношению к плоскости входа в полиэтиленовую чашку или полиэтиленовый вкладыш металлической чашки модуля эндопротеза.Thus, the proposed method allows to study the wear of a polyethylene liner of a cup or polyethylene cup of an experimental hip joint endoprosthesis module, with the longitudinal axis of the head and neck axis of the leg of the endoprosthesis module being perpendicular to the plane of entry into the polyethylene cup or polyethylene liner of the metal cup of the endoprosthesis module.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014101206/14A RU2547694C1 (en) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | Method for instant simulation of abrasive wear of polyethylene insert of metal cup or polyethylene cup of experiment module of hip implant dynamically |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014101206/14A RU2547694C1 (en) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | Method for instant simulation of abrasive wear of polyethylene insert of metal cup or polyethylene cup of experiment module of hip implant dynamically |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2547694C1 true RU2547694C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014101206/14A RU2547694C1 (en) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | Method for instant simulation of abrasive wear of polyethylene insert of metal cup or polyethylene cup of experiment module of hip implant dynamically |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2547694C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2418956B1 (en) * | 1974-04-19 | 1975-04-24 | Michael Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Ungethuem | Joint simulator for testing joint prostheses, in particular total endoprostheses for the hip joint, and fixation device for embedding the joint socket in the socket adapter of the joint simulator |
| RU2259553C1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-08-27 | Тверской государственный технический университет | Device for testing wear resistance |
| UA23863U (en) * | 2007-01-24 | 2007-06-11 | Univ Nat Agrarian | Method of limiting activity of hyperparasites in agrocenoses |
| RU2349895C1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)" | Method of hard material microanalysis for wear resistance |
| RO123041B1 (en) * | 2007-11-28 | 2010-07-30 | Universitatea "Dunărea De Jos" Din Galaţi | Stand for testing cotyloid cups |
-
2014
- 2014-01-15 RU RU2014101206/14A patent/RU2547694C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2418956B1 (en) * | 1974-04-19 | 1975-04-24 | Michael Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Ungethuem | Joint simulator for testing joint prostheses, in particular total endoprostheses for the hip joint, and fixation device for embedding the joint socket in the socket adapter of the joint simulator |
| RU2259553C1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-08-27 | Тверской государственный технический университет | Device for testing wear resistance |
| UA23863U (en) * | 2007-01-24 | 2007-06-11 | Univ Nat Agrarian | Method of limiting activity of hyperparasites in agrocenoses |
| RU2349895C1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)" | Method of hard material microanalysis for wear resistance |
| RO123041B1 (en) * | 2007-11-28 | 2010-07-30 | Universitatea "Dunărea De Jos" Din Galaţi | Stand for testing cotyloid cups |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Протезы тазобедренных суставов. Лабораторная оценка степени износа . трущихся поверхностей. Основные рекомендации. Р 42-610-02",утв. Минздравом РФ 27.02.2002. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Park et al. | Mechanical response of bovine articular cartilage under dynamic unconfined compression loading at physiological stress levels | |
| Sadeghi et al. | Effect of the variation of loading frequency on surface failure of bovine articular cartilage | |
| Jamari et al. | The effect of repeated impingement on UHMWPE material in artificial hip joint during salat activities | |
| Lin et al. | The study of wear behaviors on abducted hip joint prostheses by an alternate finite element approach | |
| RU2017123560A (en) | CERAMIC SUBSTITUTES ("SPACERS") FOR BILATERAL REPLACEMENT OF IMPLANTS IN THE SHOULDER, KNEE AND HIP JOINT CONSEQUENCES OF INFECTIONS | |
| RU2547694C1 (en) | Method for instant simulation of abrasive wear of polyethylene insert of metal cup or polyethylene cup of experiment module of hip implant dynamically | |
| Jeng et al. | Instrumented indentation investigation on the viscoelastic properties of porcine cartilage | |
| Zanetti et al. | Human pelvis loading rig for static and dynamic stress analysis | |
| Apa et al. | Development and validation of a device for in vitro uniaxial cell substrate deformation with real-time strain control | |
| Tamura et al. | Effect of loading rate on viscoelastic properties and local mechanical heterogeneity of freshly isolated muscle fiber bundles subjected to uniaxial stretching | |
| Sahli et al. | 3D crack behavior in the orthopedic cement mantle of a total hip replacement | |
| ES2549140T3 (en) | Arthrodesis prosthesis | |
| RU2547785C1 (en) | Method for mechanical simulation of external rotation contracture of hip joint in experiment module of hip implant | |
| RU145483U1 (en) | Metacarpophalangeal endoprosthesis of the finger of the hand | |
| Maas et al. | Biomechanical testing of osteotomy plates | |
| Oshkour et al. | Internal–external circumferential crack behaviour in the cement layer of total hip replacement | |
| RU145248U1 (en) | HEAD OF THE HIP JOINT ENDOPROTHESIS MODULE FOR EXPRESS MODELING OF THE WEAR OF THE POLYETHYLENE INSERT OR POLYETHYLENE CUP OF THE HIP JOINT MODULE | |
| RU2550730C1 (en) | Method of express-modelling wear of polyethylene insert of metal cup or polyethylene cup under dynamic conditions at different angles of horizontal inclination in experimental module of hip joint endoprosthesis | |
| RU2015121960A (en) | Device for testing hip joint endoprosthesis for axial compression | |
| Siddiqui | Biomechanical Evaluation of a Carbon Fibre Epoxy Composite Plate in an Injured and Healed Femur Using Infrared Thermography and Finite Element Analysis | |
| Jaafar et al. | The effects of thickness on biomechanical behavior of articular cartilage: A finite element analysis | |
| RU142360U1 (en) | Interphalangeal Endoprosthesis | |
| Vatankhahan et al. | Resistance analysis of Tibia bone on upper, midell and terminal sections by compressive strength testing and FEM | |
| Ebringerová et al. | Stress-Strain Analysis of Hip Joint after Application of Total Hip Arthroplasty with Consideration of Wear | |
| Andreaus et al. | Fatigue behaviour of artificial femoral stems: the role of Regulations and FE analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160116 |