منابع مرجع:

ASTM F2582: روش آزمون استاندارد برای بررسی برخورد در پروتزهای استابولار (Standard Test Method for Impingement of Acetabular Prostheses)

ASTM F2003: روش آزمون استاندارد برای پیرسازی مصنوعی اجزای پلیمری از جنس UHMWPE (Standard Practice for Accelerated Aging of Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene, UHMWPE)

استاندارد ASTM F2582 روش شبیه‌سازی برخورد دینامیکی (Dynamic Impingement) بین اجزای فمورال و استابولار در پروتز مفصل ران را توصیف می‌کند. این آزمون به‌منظور بررسی نحوه بروز آسیب در اثر تماس‌های تکراری بین اجزای فلزی و پلیمری مفصل، و همچنین ارزیابی کمی و کیفی تغییرات در اجزای ماژولار انجام می‌شود.

روش آزمون:

در این روش، برخورد بین سر فمورال (Femoral Head) و کاپ استابولار (Acetabular Cup) در شرایط شبیه‌سازی‌شده حرکات طبیعی بدن بازسازی می‌شود.

برای انجام آزمون از شبیه‌ساز مفصل ران (Hip Joint Simulator) استفاده می‌شود که حرکات زاویه‌ای بدن را در سه محور اصلی به‌صورت هم‌زمان بازسازی می‌کند:

خم و باز شدن (Flexion / Extension)

دور و نزدیک شدن (Abduction / Adduction)

چرخش داخلی و خارجی (Internal / External Rotation)

در طول آزمون، نیروی ثابت عکس‌العمل مفصل (Constant Joint Reaction Force) اعمال می‌شود تا شرایط واقعی بارگذاری مفصل در بدن شبیه‌سازی گردد.

شرایط و الزامات آزمون:

تمامی اجزای استابولار از جنس UHMWPE باید پیش از آزمون، طبق استاندارد ASTM F2003 به‌طور مصنوعی پیرسازی (Aging) شوند تا رفتار آن‌ها در برابر فرسایش واقع‌گرایانه‌تر باشد.

نمونه‌ها در بازه‌های هر ۲۰۰٬۰۰۰ سیکل بازرسی می‌شوند تا مجموعاً تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ سیکل یا تا زمان بروز خرابی کامل سیستم آزمایش ادامه یابد.

آزمون با هدف ایجاد و مشاهده آسیب در نواحی تماس طراحی شده است؛ به همین دلیل، استاندارد انواع آسیب‌های مجاز و غیرمجاز (Acceptable / Non-acceptable Damage Modes) را مشخص می‌کند.

کاربرد و اهمیت:

این آزمون برای بررسی پدیده‌هایی همچون:

فرسایش موضعی و تغییر شکل در محل تماس اجزا،

ناپایداری اتصالات ماژولار در اثر تماس تکراری،

و تغییر خواص سطحی اجزای UHMWPE در اثر سایش حرکتی

به‌کار می‌رود.

در آزمایشگاه پارس، آزمون ASTM F2582 با استفاده از شبیه‌ساز مفصل ران با کنترل چندمحوره انجام می‌شود و آسیب‌های ایجادشده به‌صورت بصری (Visual)، میکروسکوپی (SEM) و ابعادی (3D Optical Profilometry) ارزیابی می‌شوند تا تحلیل جامعی از دوام و رفتار مکانیکی سامانه مفصل ران ارائه گردد.